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JP2012198372A - Drawing device and drawing method - Google Patents

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JP2012198372A
JP2012198372A JP2011062251A JP2011062251A JP2012198372A JP 2012198372 A JP2012198372 A JP 2012198372A JP 2011062251 A JP2011062251 A JP 2011062251A JP 2011062251 A JP2011062251 A JP 2011062251A JP 2012198372 A JP2012198372 A JP 2012198372A
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JP
Japan
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layer pattern
stage
lower layer
movement error
substrate
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Abandoned
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JP2011062251A
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Japanese (ja)
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Kazutaka Taniguchi
和隆 谷口
Kazuhiko Asada
和彦 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drawing device and a drawing method for stably performing overlapped drawings without complicating the design of an optical system.SOLUTION: A drawing device includes an image pickup part 50 and a light-irradiation part 40, and performs: calculating a positional shift amount of a lower pattern caused by the deformation of a substrate on the basis of a pick-up image and the movement error of a stage 10 during the pick-up; detecting the movement error of the stage 10 from post-pick-up to irradiation, thereby minimizing the variation width of a relative error that is the difference between the movement error at the detection and the actual movement error of the stage at the irradiation when a light-beam is irradiated; adding the detected movement error and the positional shift amount of the lower pattern to calculate the position of forming the upper pattern; and irradiating a light-beam based on the position, thereby enabling a stable performance of an overlapped drawing even for the positional shift caused by the movement error of the stage 10 without complicating the optical system.

Description

本発明は、描画装置の光学ヘッドに対して相対移動するステージ上に載置された半導体基板、液晶基板、プリント配線基板などに対して配線パターン等を描画する描画装置および描画方法に関する。特に、あらかじめ下層に形成されたパターンに基づき位置合わせを行いつつ露光を行うのに有効な技術に関する。   The present invention relates to a drawing apparatus and a drawing method for drawing a wiring pattern or the like on a semiconductor substrate, a liquid crystal substrate, a printed wiring board, or the like placed on a stage that moves relative to an optical head of the drawing apparatus. In particular, the present invention relates to a technique effective for performing exposure while performing alignment based on a pattern previously formed in a lower layer.

従来、感光材料が塗布された半導体ウェハや液晶基板、プリント配線基板(以下、単に基板と称する)などの基板の表面に樹脂や金属配線等を所定のパターン形状にパターンニングするためのフォトリソグラフィの技術を利用した種々の露光装置が提案されている。そして、このような露光装置を用いて、金属配線等を順次積層してモジュールや回路基板の製造が行なわれている。   Conventionally, photolithography for patterning a resin or metal wiring into a predetermined pattern shape on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer, a liquid crystal substrate, or a printed wiring board (hereinafter simply referred to as a substrate) coated with a photosensitive material. Various exposure apparatuses using technology have been proposed. Then, using such an exposure apparatus, modules and circuit boards are manufactured by sequentially laminating metal wirings and the like.

通常、これらの基板に対して露光パターンを形成していく際、下層の露光パターンに上層の露光パターンを位置決めして重ねていく重ね合わせ露光が行なわれる。重ね合わせ露光では、下層の露光パターンが露光された後、各種の熱処理等を実行することによって基板に伸縮が発生し基板が変形することがある。そして、基板の変形に起因する下層の露光パターンの位置ずれが生じる。このため上層の露光パターンを露光するとき、下層の露光パターンに対する上層の露光パターンの位置補正を行なわなければ、下層の露光パターンに対して、重ねた上層の露光パターンの位置がずれてしまう。   Usually, when an exposure pattern is formed on these substrates, overlay exposure is performed in which an upper exposure pattern is positioned and superimposed on a lower exposure pattern. In overlay exposure, the substrate may be deformed and deformed by performing various heat treatments after the exposure pattern in the lower layer is exposed. And the position shift of the lower layer exposure pattern resulting from a deformation | transformation of a board | substrate arises. Therefore, when the upper exposure pattern is exposed, unless the position of the upper exposure pattern is corrected with respect to the lower exposure pattern, the position of the superimposed upper exposure pattern is shifted from the lower exposure pattern.

さらに、基板をステージに保持しつつ移動させながら露光する場合、ステージを移動させる移動機構の精度次第では真直度にばらつき(以降では、移動誤差と称する)が生じる。したがって、ステージを移動させつつ下層の露光パターンに対して上層の露光パターンを重ねて露光するためには、基板の変形とステージの移動誤差による下層の露光パターンに対する上層の露光パターンの位置ずれを補正して重ね合わせ露光を行う必要がある。そのため、ステージに保持された基板表面を撮像し、下層の露光パターンの位置ずれを算出し、上層の露光パターンの露光位置を補正して露光する技術がある。   Further, when exposure is performed while moving the substrate while being held on the stage, the straightness varies (hereinafter referred to as a movement error) depending on the accuracy of the moving mechanism that moves the stage. Therefore, in order to overlay and expose the upper layer exposure pattern to the lower layer exposure pattern while moving the stage, the displacement of the upper layer exposure pattern relative to the lower layer exposure pattern due to substrate deformation and stage movement error is corrected. Thus, it is necessary to perform overlay exposure. For this reason, there is a technique in which the substrate surface held on the stage is imaged, the positional deviation of the lower exposure pattern is calculated, and the exposure position of the upper exposure pattern is corrected for exposure.

例えば、特許文献1では、移動するカラーフィルタ基板の移動方向にて、マイクロミラーデバイスで変調された光をカラーフィルタ基板に投影するための投影レンズを介して、露光位置の手前側を撮像する撮像手段を設け、カラーフィルタ基板にあらかじめ設けられたブラックマトリクスのピクセル上に位置合わせを行いつつ露光パターンを露光する技術が開示されている。このような構成の露光装置を用いることで、露光位置に近い位置でのステージの移動誤差を検出することができる。   For example, in Patent Document 1, in the moving direction of a moving color filter substrate, imaging that images the near side of an exposure position via a projection lens for projecting light modulated by a micromirror device onto the color filter substrate A technique is disclosed in which an exposure pattern is exposed while positioning is performed on black matrix pixels provided in advance on a color filter substrate. By using the exposure apparatus having such a configuration, it is possible to detect a stage movement error at a position close to the exposure position.

また、例えば特許文献2では移動するカラーフィルタ基板の移動方向にてDMD(Digital Micromirror Device:デジタル マイクロミラー デバイス:テキサス・インスツルメンツ社の登録商標)による露光位置の手前側を撮像位置としてCCDカメラを設けている。そして、カラーフィルタ基板にあらかじめ形成された基準となる機能パターン(下層パターン)に設定された基準位置を撮像し検出する。撮像時における該基準位置を基準としてDMDの駆動を制御して機能パターン(上層パターン)の像を形成することによって、機能パターンの重ね合わせ精度の向上を行っている。   Further, for example, in Patent Document 2, a CCD camera is provided with an imaging position at the front side of an exposure position by DMD (Digital Micromirror Device: registered trademark of Texas Instruments) in the moving direction of the moving color filter substrate. ing. Then, the reference position set in the reference function pattern (lower layer pattern) formed in advance on the color filter substrate is imaged and detected. By controlling the driving of the DMD with reference to the reference position at the time of imaging to form an image of the functional pattern (upper layer pattern), the overlay accuracy of the functional pattern is improved.

特開2006−330622号公報JP 2006-330622 A 特開2006−178056号公報JP 2006-178056 A

しかしながら、特許文献1のような露光装置ではマイクロミラーデバイスで変調された光をカラーフィルタ基板に投影するための投影レンズを介して、露光位置の手前側を撮像する撮像手段を設けるため、下層パターンを観測するにはカラーフィルタ基板の表面に塗布されたレジスト等を感光させない波長の光源を用いる必要がある。そのため共通の光学系を採用するには異なる波長に対して同一の撮像面で像が得られるように設計する必要があり光学設計が複雑になり現実的でない。   However, in an exposure apparatus such as that disclosed in Patent Document 1, an imaging unit that images the front side of an exposure position is provided via a projection lens for projecting light modulated by a micromirror device onto a color filter substrate. In order to observe the light, it is necessary to use a light source having a wavelength that does not expose the resist applied to the surface of the color filter substrate. Therefore, in order to adopt a common optical system, it is necessary to design so that images can be obtained on the same imaging surface for different wavelengths, and the optical design becomes complicated, which is not practical.

特許文献2のような露光装置ではカラーフィルタ基板の移動方向にてDMDによる露光位置の手前側を撮像位置として撮像するCCDカメラを採用することで、独立してDMDとCCDカメラを設けることができ、特許文献1のような露光装置に比べて光学設計が容易になる。しかし、露光位置の手前側を撮像位置とする限りステージの移動誤差を検出したとしても安定したパターンの重ね合わせ精度を達成するに至っていなかった。   In an exposure apparatus such as Patent Document 2, a DMD and a CCD camera can be provided independently by adopting a CCD camera that captures the front side of the exposure position by DMD in the moving direction of the color filter substrate. Compared to an exposure apparatus such as Patent Document 1, optical design is facilitated. However, as long as the imaging position is the front side of the exposure position, even if a stage movement error is detected, stable pattern overlay accuracy has not been achieved.

なぜなら、周期や位相が未知であるステージの移動誤差に対して、撮像位置と露光位置との間の距離が長くなればなるほど、撮像位置で検出されたステージの移動誤差と実際に露光される露光位置でのステージの移動誤差との相対誤差の変動幅が大きくなり、安定した重ね合わせ露光を行うことができない。また、ステージの移動誤差は露光動作の度にバラつくため、露光位置の手前側で撮像する下層の露光パターンの位置と、露光位置での下層の露光パターンの位置とのずれが露光動作ごとに変動するという問題がある。   This is because, as the distance between the imaging position and the exposure position becomes longer with respect to the stage movement error whose cycle and phase are unknown, the stage movement error detected at the imaging position and the exposure that is actually exposed The fluctuation range of the relative error with the movement error of the stage at the position becomes large, and stable overlay exposure cannot be performed. In addition, since the stage movement error varies with each exposure operation, the difference between the position of the lower exposure pattern captured before the exposure position and the position of the lower exposure pattern at the exposure position differs for each exposure operation. There is a problem that it fluctuates.

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、光学系の設計を複雑にせず、検出時の移動誤差と露光時の移動誤差との相対誤差の変動幅を小さくし、安定した重ね合わせ描画を行うための描画装置および描画方法である。   The present invention has been made in view of the above problems, and does not complicate the design of the optical system, reduces the fluctuation range of the relative error between the movement error during detection and the movement error during exposure, and enables stable overlay drawing. It is the drawing apparatus and drawing method for performing.

本発明は、上記目的を達成するため、下層パターンがあらかじめ形成された基板を水平に保持するとともに、基板を保持して移動可能なステージと、ステージに保持された基板の描画予定領域に対して上層パターンの描画データに応じて光ビームを照射する光照射部と、光照射部に向かって相対移動するステージに保持された基板の描画予定領域に光ビームが照射される前に描画予定領域に形成された下層パターンを撮像する撮像部と、光照射部に向かって相対移動するステージの位置を、撮像部による撮像時に合わせて第1移動誤差として検出し、撮像部による撮像後から光照射部によって光ビームが照射されるまでの間にステージの位置を第2移動誤差として検出する移動誤差検出部と、上層パターンの描画データに応じて光照射部による描画を制御する制御部と、を具備し、制御部は、撮像部が取得した画像に含まれる下層パターンに基づき、画像内における下層パターンの位置ずれ量を取得し、画像内の下層パターンの位置ずれ量から第1移動誤差を除くことで基板上における下層パターンのずれである下層パターンの位置ずれ量を算出し、基板上における下層パターンの位置ずれ量に第2移動誤差を加えることで、第2移動誤差の検出時における下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出し、上層パターンの形成位置に基づいて光照射部による描画を制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention horizontally holds a substrate on which a lower layer pattern is formed in advance, and moves the stage while holding the substrate, and a drawing planned area of the substrate held on the stage. A light irradiation unit that irradiates a light beam according to the drawing data of the upper layer pattern, and a drawing target region before the light beam is irradiated to the drawing target region of the substrate held on the stage that moves relative to the light irradiation unit. The position of the imaging unit that images the formed lower layer pattern and the stage that moves relative to the light irradiation unit is detected as a first movement error together with the imaging by the imaging unit, and the light irradiation unit after imaging by the imaging unit By the movement error detection unit that detects the position of the stage as the second movement error before the light beam is irradiated by the light irradiation unit according to the drawing data of the upper layer pattern. A control unit that controls drawing, and the control unit acquires a positional shift amount of the lower layer pattern in the image based on the lower layer pattern included in the image acquired by the imaging unit, and the position of the lower layer pattern in the image By subtracting the first movement error from the deviation amount, the lower layer pattern positional deviation amount, which is the deviation of the lower layer pattern on the substrate, is calculated, and by adding the second movement error to the lower layer pattern positional deviation amount on the substrate, the first movement error is calculated. (2) The upper layer pattern formation position with respect to the lower layer pattern at the time of detection of the movement error is calculated, and the drawing by the light irradiation unit is controlled based on the upper layer pattern formation position.

このように構成された発明では、制御部において、撮像部で撮像された下層パターンの画像と、撮像時に検出された第1移動誤差とから撮像時の基板上における下層パターンの位置ずれ量を算出する。これにより、基板の変形に起因する下層パターンのずれを撮像時から照射時までの間にあらかじめ算出することができる。   In the invention configured as described above, the control unit calculates the amount of positional shift of the lower layer pattern on the substrate at the time of imaging from the lower layer pattern image captured by the imaging unit and the first movement error detected at the time of imaging. To do. Thereby, the shift of the lower layer pattern due to the deformation of the substrate can be calculated in advance between the time of imaging and the time of irradiation.

そして、移動誤差検出部は、撮像部による下層パターンの撮像後から光照射部によって光ビームが照射されるまでの間に移動するステージの第2移動誤差を検出する。制御部は下層パターンの位置ずれ量と、検出された第2移動誤差とから第2移動誤差の検出時における下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。これにより、ステージが撮像された位置よりも光ビームが照射される位置に近づいた状態でステージの移動誤差を検出することができ、光ビームが照射される位置に近い位置での下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。   The movement error detection unit detects a second movement error of the stage that moves between the time when the light irradiation unit is irradiated with the light beam after the lower layer pattern is captured by the imaging unit. The control unit can calculate the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern when the second movement error is detected from the amount of positional deviation of the lower layer pattern and the detected second movement error. Thereby, the stage movement error can be detected in a state closer to the position where the light beam is irradiated than the position where the stage is imaged, and the upper layer relative to the lower layer pattern at the position close to the position where the light beam is irradiated. The pattern formation position can be calculated.

このように、下層パターンに対する上層パターンの形成位置を光ビームが照射される位置に近い位置で算出することで光ビームが照射される位置までのステージの移動する距離が短くなり、移動誤差検出部で検出される第2移動誤差と、光照射部から光ビームが照射される照射時の実際のステージの移動誤差との差分である相対誤差の変動幅を小さくすることができ、下層パターンに合わせて配線パターン等の上層パターンの安定した描画を行うができる。   In this way, by calculating the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at a position close to the position irradiated with the light beam, the distance that the stage moves to the position irradiated with the light beam is shortened, and the movement error detection unit The fluctuation range of the relative error, which is the difference between the second movement error detected in step 1 and the actual stage movement error during irradiation when the light beam is emitted from the light irradiation unit, can be reduced, so that it matches the lower layer pattern. Thus, stable drawing of an upper layer pattern such as a wiring pattern can be performed.

また、光照射部と撮像部と移動誤差検出部とを独立して設けているため、それぞれ独立した設計を行えることにより光学系が複雑になることを防ぐことができる。そのため、光学系の設計が容易となる。   In addition, since the light irradiation unit, the imaging unit, and the movement error detection unit are provided independently, it is possible to prevent the optical system from becoming complicated by performing independent design. This facilitates the design of the optical system.

また、本願発明に係る描画装置において、移動誤差検出部は、制御部が上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、上層パターンの形成位置に基づき光照射部による描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて、光照射部によって光ビームが照射されるより前に第2移動誤差を検出することを特徴とする。   Further, in the drawing apparatus according to the present invention, the movement error detection unit controls the drawing by the light irradiation unit based on the time required for the control unit to calculate the formation position of the upper layer pattern and the formation position of the upper layer pattern. The second movement error is detected before the light beam is irradiated by the light irradiation unit in accordance with the total time required.

このように構成された発明では、移動誤差検出部は第2移動誤差の検出を、制御部が上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、上層パターンの形成位置に基づき光照射部による描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて行う。そのため、第2移動誤差の検出を光照射部によって光ビームが照射される照射時に最大限に近づけることができる。したがって、さらに移動誤差検出部で検出される第2移動誤差と、光照射部から光ビームが照射される照射時の実際のステージの移動誤差との差分である相対誤差の変動幅をさらに小さくすることができるため、安定した下層パターンに対する上層パターンの重ね合わせ描画を行うことができる。   In the invention thus configured, the movement error detection unit detects the second movement error by the light irradiation unit based on the time required for the control unit to calculate the formation position of the upper layer pattern and the formation position of the upper layer pattern. This is performed in accordance with the total time required for controlling drawing. Therefore, the detection of the second movement error can be made as close as possible at the time of irradiation when the light beam is irradiated by the light irradiation unit. Therefore, the fluctuation range of the relative error, which is the difference between the second movement error detected by the movement error detection unit and the actual stage movement error at the time of irradiation when the light beam is emitted from the light irradiation unit, is further reduced. Therefore, it is possible to perform overlay drawing of the upper layer pattern on the stable lower layer pattern.

また、本願発明に係る描画装置において、光照射部は、光ビームの光路をステージが進む方向と直交する方向に相対的にシフトさせる照射位置シフト機構を有し、制御部は、照射位置シフト機構を制御し、上層パターンの形成位置に基づき光ビームの光路をシフトさせることで、上層パターンの描画を制御することを特徴とする。このように構成された発明では、制御部が照射位置シフト機構を制御し、上層パターンの形成位置に基づき光ビームの光路をシフトさせることで、下層パターンに合わせた上層パターンの描画を行うことができる。   In the drawing apparatus according to the present invention, the light irradiation unit includes an irradiation position shift mechanism that relatively shifts the optical path of the light beam in a direction orthogonal to the direction in which the stage travels, and the control unit includes the irradiation position shift mechanism. And the drawing of the upper layer pattern is controlled by shifting the optical path of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern. In the invention configured as described above, the control unit controls the irradiation position shift mechanism to shift the optical path of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern, thereby drawing the upper layer pattern in accordance with the lower layer pattern. it can.

また、本願発明に係る描画装置において、下層パターンの設計データをあらかじめ記憶しておく記憶部をさらに有し、制御部は、撮像部が取得した撮像画像に含まれる下層パターンと、下層パターンの設計データから生成した画像とを用いた画像処理により、ステージに保持された基板の下層パターンの位置を算出することを特徴とする。このように構成された発明では、制御部においてステージに保持された基板の下層パターンの位置を算出するため、下層パターンの撮像画像と、下層パターンの設計データから生成した画像とを画像処理することで確実に下層パターンの位置を算出することができる。   The drawing device according to the present invention further includes a storage unit that stores in advance the design data of the lower layer pattern, and the control unit designs the lower layer pattern and the lower layer pattern included in the captured image acquired by the imaging unit. The position of the lower layer pattern of the substrate held on the stage is calculated by image processing using an image generated from data. In the invention configured as described above, in order to calculate the position of the lower layer pattern of the substrate held on the stage in the control unit, the captured image of the lower layer pattern and the image generated from the design data of the lower layer pattern are processed. Thus, the position of the lower layer pattern can be calculated with certainty.

また、本願発明に係る描画装置において、制御部における画像処理はパターンマッチング処理であることを特徴とする。このように構成された発明では、画像処理としてパターンマッチング処理を採用することで、画像間の位置合わせを行い確実に下層パターンの位置を算出することができる。   In the drawing apparatus according to the present invention, the image processing in the control unit is a pattern matching process. In the invention configured as described above, by adopting pattern matching processing as image processing, it is possible to perform alignment between images and reliably calculate the position of the lower layer pattern.

本発明は、上記目的を達成するため、下層パターンがあらかじめ形成された基板をステージ上に水平に保持するとともに、基板を保持して移動する移動工程と、ステージに保持された基板の描画予定領域に対して上層パターンの描画データに応じて光ビームを照射する光照射工程と、ステージに保持された基板の描画予定領域に形成されている下層パターンを、光照射工程でステージに保持された基板の描画予定領域に光ビームが照射される前に撮像部によって撮像する撮像工程と、基板を保持して移動するステージの位置を、撮像工程での撮像時に合わせて第1移動誤差として検出し、撮像工程による撮像後から光照射工程で光ビームが照射されるまでの間にステージの位置を第2移動誤差として検出する移動誤差検出工程と、上層パターンの描画データに基づき光照射工程での描画を制御する制御工程と、を有し、制御工程は、撮像工程で取得された撮像画像に含まれる下層パターンに基づき、撮像画像内における下層パターンの位置ずれ量を取得し、撮像画像内における下層パターンの位置ずれ量から第1移動誤差を除くことで基板上における下層パターンのずれである下層パターンの位置ずれ量を算出し、基板上における下層パターンの位置ずれ量に第2移動誤差を加えることで、第2移動誤差の検出時における下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出し、上層パターンの形成位置に基づき光照射工程での描画を制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention horizontally holds a substrate on which a lower layer pattern has been formed in advance on a stage, and moves the substrate while holding the substrate, and a drawing scheduled area of the substrate held on the stage A light irradiation step of irradiating a light beam in accordance with the drawing data of the upper layer pattern, and a substrate held on the stage in the light irradiation step by forming the lower layer pattern formed in the drawing target region of the substrate held on the stage An imaging step of imaging by the imaging unit before the light beam is irradiated to the drawing planned area, and a position of the stage that moves while holding the substrate are detected as a first movement error in accordance with the imaging in the imaging step, A movement error detection step for detecting the position of the stage as a second movement error after the imaging in the imaging step and before the light beam is emitted in the light irradiation step; and an upper layer pattern And a control step for controlling the drawing in the light irradiation step based on the drawing data of, and the control step is based on the lower layer pattern included in the captured image acquired in the imaging step, and the position of the lower layer pattern in the captured image The amount of displacement is acquired, and the amount of displacement of the lower layer pattern, which is the displacement of the lower layer pattern on the substrate, is calculated by removing the first movement error from the amount of displacement of the lower layer pattern in the captured image. By adding the second movement error to the positional deviation amount, the upper layer pattern formation position with respect to the lower layer pattern when the second movement error is detected is calculated, and the drawing in the light irradiation process is controlled based on the upper layer pattern formation position. It is characterized by.

このように構成された発明では、制御工程において、撮像工程で撮像された下層パターンの画像と、移動誤差検出工程において撮像時に検出された第1移動誤差とから撮像時の基板上における下層パターンの位置ずれ量を算出する。これにより、基板の変形に起因する下層パターンの位置ずれ量を撮像時から照射時までの間にあらかじめ算出することができる。   In the invention configured as described above, in the control step, the lower layer pattern on the substrate at the time of imaging is determined from the image of the lower layer pattern imaged in the imaging step and the first movement error detected at the time of imaging in the movement error detection step. The amount of positional deviation is calculated. Thereby, the amount of positional deviation of the lower layer pattern due to the deformation of the substrate can be calculated in advance between the time of imaging and the time of irradiation.

そして、移動誤差検出工程では、撮像工程での下層パターンの撮像後から光照射工程で光ビームが照射されるまでの間に移動するステージの第2移動誤差を検出する。制御工程では、下層パターンの位置ずれ量と、検出された第2移動誤差とから第2移動誤差の検出時における下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。これにより、下層パターンが撮像された位置よりも光ビームが照射される位置に近づいた状態でのステージの移動誤差を検出することができ、光ビームが照射される位置に近い位置での下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。   Then, in the movement error detection step, a second movement error of the stage that moves during the period from the imaging of the lower layer pattern in the imaging step to the irradiation of the light beam in the light irradiation step is detected. In the control step, the formation position of the upper layer pattern relative to the lower layer pattern at the time of detection of the second movement error can be calculated from the amount of positional deviation of the lower layer pattern and the detected second movement error. Thereby, it is possible to detect the movement error of the stage in a state where the light beam is closer to the position where the light beam is irradiated than the position where the lower layer pattern is imaged, and the lower layer pattern at a position close to the position where the light beam is irradiated. The formation position of the upper layer pattern with respect to can be calculated.

このように、下層パターンに対する上層パターンの形成位置を光ビームが照射される位置に近い位置で算出することで照射位置までのステージの移動する距離が短くなり、移動誤差検出工程で検出される第2移動誤差と、光照射工程で光ビームが照射される照射時の実際のステージの移動誤差との差分である相対誤差の変動幅を小さくすることができ、下層パターンに合わせて配線パターン等の上層パターンの安定した描画を行うができる。   In this way, by calculating the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at a position close to the position where the light beam is irradiated, the distance that the stage moves to the irradiation position is shortened, and the first detected by the movement error detection step. 2 The variation width of the relative error, which is the difference between the movement error and the actual stage movement error at the time of irradiation when the light beam is irradiated in the light irradiation process, can be reduced. Stable drawing of the upper layer pattern can be performed.

また、本願発明に係る描画方法において、移動誤差検出工程は、制御工程で上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、上層パターンの形成位置に基づき光照射工程で描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて、光照射工程で光ビームが照射されるより前に第2移動誤差を検出することを特徴とする。   Further, in the drawing method according to the present invention, the movement error detecting step controls the drawing in the light irradiation step based on the time required to calculate the formation position of the upper layer pattern in the control step and the formation position of the upper layer pattern. The second movement error is detected before the light beam is irradiated in the light irradiation step in accordance with the total time required.

このように構成された発明では、移動誤差検出工程での第2移動誤差の検出を、制御工程で上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、上層パターンの形成位置に基づき光照射工程で描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて行う。これにより、第2移動誤差の検出を光照射工程で光ビームが照射される照射時に最大限に近づけることができる。したがって、さらに照射位置に近い位置での下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。   In the invention configured as above, the second movement error is detected in the movement error detection process, and the light irradiation process is performed based on the time required to calculate the formation position of the upper layer pattern in the control process and the formation position of the upper layer pattern. Is performed in accordance with the total time required for controlling drawing. Thereby, the detection of the second movement error can be made as close as possible to the time of irradiation when the light beam is irradiated in the light irradiation step. Therefore, the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at a position closer to the irradiation position can be calculated.

また、本願発明に係る描画方法において、光照射工程は、光ビームの光路をステージが進む方向と直交する方向に相対的にシフトさせる照射位置シフト工程を有し、制御工程は、照射位置シフト工程において、上層パターンの形成位置に基づき光ビームの光路をシフトさせることで、上層パターンの描画を制御することを特徴とする。このように構成された発明では、制御工程は、照射位置シフト工程において上層パターンの形成位置に基づき光ビームの光路をシフトさせることで、下層パターンに合わせた上層パターンの描画を行うことができる。   In the drawing method according to the present invention, the light irradiation step includes an irradiation position shift step of relatively shifting the optical path of the light beam in a direction orthogonal to the direction in which the stage travels, and the control step is an irradiation position shift step. In the above, the drawing of the upper layer pattern is controlled by shifting the optical path of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern. In the invention configured as described above, the control step can draw the upper layer pattern in accordance with the lower layer pattern by shifting the optical path of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern in the irradiation position shifting step.

また、本願発明に係る描画方法において、制御工程は、撮像工程で取得した撮像画像に含まれる下層パターンと、下層パターンの設計データから生成した画像とを用いた画像処理により、ステージに保持された基板の下層パターンの位置を算出することを特徴とする。このように構成された発明では、制御工程においてステージに保持された基板の下層パターンの位置を算出するため、下層パターンの撮像画像と、下層パターンの設計データから生成した画像とを画像処理することで確実に下層パターンの位置を算出することができる。   In the drawing method according to the present invention, the control step is held on the stage by image processing using the lower layer pattern included in the captured image acquired in the imaging step and the image generated from the design data of the lower layer pattern. The position of the lower layer pattern of the substrate is calculated. In the invention configured as described above, in order to calculate the position of the lower layer pattern of the substrate held on the stage in the control process, the captured image of the lower layer pattern and the image generated from the design data of the lower layer pattern are processed. Thus, the position of the lower layer pattern can be calculated with certainty.

また、本願発明に係る描画方法において、制御工程における画像処理はパターンマッチング処理であることを特徴とする。このように構成された発明では、画像処理としてパターンマッチング処理を採用することで、画像間の位置合わせを行い確実に下層パターンの位置を算出することができる。   In the drawing method according to the present invention, the image processing in the control step is pattern matching processing. In the invention configured as described above, by adopting pattern matching processing as image processing, it is possible to perform alignment between images and reliably calculate the position of the lower layer pattern.

本発明によれば、撮像部で撮像された下層パターンの撮像画像と、移動誤差検出部によって撮像時に検出された第1移動誤差とから、基板の変形に起因する基板上における下層パターンの位置ずれ量を算出することができる。そして、撮像部による下層パターンの撮像後から光照射部によって光ビームが照射されるまでの間に検出される第2移動誤差と、下層パターンの位置ずれ量とから、ステージの移動誤差に起因する下層パターンの位置ずれを考慮した上層パターンの形成位置を算出することができる。   According to the present invention, the position shift of the lower layer pattern on the substrate due to the deformation of the substrate from the captured image of the lower layer pattern imaged by the imaging unit and the first movement error detected at the time of imaging by the movement error detection unit. The amount can be calculated. Then, from the second movement error detected after the imaging of the lower layer pattern by the imaging unit until the light beam is irradiated by the light irradiating unit, and the position shift amount of the lower layer pattern, it is caused by the movement error of the stage. It is possible to calculate the formation position of the upper layer pattern considering the positional deviation of the lower layer pattern.

このように、下層パターンに対する上層パターンの形成位置を光ビームが照射される位置に近い位置で算出することで照射位置までのステージの移動する距離が短くなり、移動誤差検出部で検出される第2移動誤差と、光照射部から光ビームが照射される照射時の実際のステージの移動誤差との差分である相対誤差の変動幅を小さくすることができ、下層パターンに合わせて配線パターン等の上層パターンの安定した描画を行うができる描画装置および描画方法を実現することができるという優れた効果を奏し得る。   Thus, by calculating the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at a position close to the position where the light beam is irradiated, the moving distance of the stage to the irradiation position is shortened, and the first error detected by the movement error detection unit is detected. 2 It is possible to reduce the fluctuation range of the relative error, which is the difference between the movement error and the actual stage movement error when the light beam is irradiated from the light irradiation unit. It is possible to achieve an excellent effect that a drawing apparatus and a drawing method capable of stably drawing the upper layer pattern can be realized.

本発明の一実施形態にかかる露光装置の側面から見た全体側面図である。It is the whole side view seen from the side of the exposure apparatus concerning one Embodiment of this invention. 図1に示す露光装置を上面から見た全体平面図である。FIG. 2 is an overall plan view of the exposure apparatus shown in FIG. 1 as viewed from above. 図1の露光装置を上面および側面から見た一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of the exposure apparatus of FIG. 1 as viewed from the top and side surfaces. 光照射部の内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of a light irradiation part. 照射位置シフト機構の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an irradiation position shift mechanism. 制御部が備える露光動作に関わる機能部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function part in connection with exposure operation with which a control part is provided. 撮像画像内における下層パターンの位置ずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position shift of the lower layer pattern in a captured image. 基板上における下層パターンの位置ずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position shift of the lower layer pattern on a board | substrate. 本発明に係る描画処理の一連の流れを示す図である。It is a figure which shows a series of flows of the drawing process which concerns on this invention. 描画処理の流れを詳細に説明するための図である。It is a figure for demonstrating in detail the flow of a drawing process. シミュレーションの条件を示す図である。It is a figure which shows the conditions of simulation. シミュレーションにおける各位置での相対誤差を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relative error in each position in simulation.

図1は本発明の一実施形態にかかる露光装置100の側面から見た全体側面図であり、図2は図1に示す露光装置100を上面から見た全体平面図である。   FIG. 1 is an overall side view of an exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention as seen from the side, and FIG. 2 is an overall plan view of the exposure apparatus 100 shown in FIG.

なお、図1および図2において、図示および説明の都合上、Z軸方向が鉛直方向を表し、XY平面が水平面を表すものとして定義するが、それらの位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。   In FIGS. 1 and 2, for convenience of illustration and description, the Z-axis direction is defined as the vertical direction and the XY plane is defined as the horizontal plane, but is defined for convenience in order to grasp the positional relationship between them. However, each direction described below is not limited.

露光装置100は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板、プリント配線基板等(以降、基板と称す)の上面に光ビームを照射して配線パターン等の所定のパターンを直接描画する描画装置である。   The exposure apparatus 100 directly draws a predetermined pattern such as a wiring pattern by irradiating a light beam onto the upper surface of a semiconductor substrate, a glass substrate, a printed wiring board or the like (hereinafter referred to as a substrate) to which a photosensitive material is applied. A drawing device.

この露光装置100では、本体フレーム101に対してカバー102が取り付けられて形成される本体内部と、本体フレーム101の外側である本体外部とに、露光装置100が備える各種の構成要素を有した構成となっている。   In this exposure apparatus 100, the exposure apparatus 100 includes various constituent elements provided inside the main body formed by attaching the cover 102 to the main body frame 101 and outside the main body frame 101. It has become.

露光装置100の本体内部には、主として、基板Wを保持するステージ10と、ステージ10を移動させるステージ移動機構20と、ステージ10の位置を計測するステージ位置計測部30と、基板Wの上面に光ビームを照射する光照射部40と、基板W上の描画予定領域を撮像する撮像部50と、ステージ10の移動誤差を検出する移動誤差検出部60と、基板W上のアライメントマークを撮像するアライメントカメラ70および基板Wを搬出入するための搬送装置80とを有している。また、露光装置100は、露光装置100が備える各部と電気的に接続されて、これらの各部の動作を制御する制御部90を備える。   Inside the main body of the exposure apparatus 100 are mainly a stage 10 that holds the substrate W, a stage moving mechanism 20 that moves the stage 10, a stage position measuring unit 30 that measures the position of the stage 10, and an upper surface of the substrate W. The light irradiation unit 40 for irradiating the light beam, the imaging unit 50 for imaging the drawing scheduled area on the substrate W, the movement error detection unit 60 for detecting the movement error of the stage 10, and the alignment mark on the substrate W are imaged. An alignment camera 70 and a transfer device 80 for carrying in and out the substrate W are included. In addition, the exposure apparatus 100 includes a control unit 90 that is electrically connected to each unit included in the exposure apparatus 100 and controls the operation of each unit.

そして、露光装置100の本体外部には、本体内部と隣接する位置に基板収納カセット103を載置するためのカセット載置部104を備えている。基板収納カセット103には、描画処理(露光処理)を受けるべき未処理の基板Wが収納されており、本体内部に配置される搬送装置80によって基板Wが本体内部に搬入される。また、未処理の基板Wに対して露光処理が施された後、基板Wが搬送装置80によって本体部から搬出され基板収納カセット103に戻される。基板収納カセット103の受け渡しは、図示を省略する外部搬送装置によって行なわれる。   The exposure apparatus 100 is provided outside the main body with a cassette mounting section 104 for mounting the substrate storage cassette 103 at a position adjacent to the main body. The substrate storage cassette 103 stores an unprocessed substrate W to be subjected to a drawing process (exposure process), and the substrate W is carried into the main body by the transfer device 80 arranged inside the main body. After the unprocessed substrate W is exposed, the substrate W is unloaded from the main body by the transport device 80 and returned to the substrate storage cassette 103. Delivery of the substrate storage cassette 103 is performed by an external transfer device (not shown).

ステージ10は矩形状の外形を有し、ステージ10の上面には図示を省略する複数の吸引孔が形成されている。これらの吸引孔は真空ポンプ等に接続されており、該真空ポンプを動作させることによって、ステージ10上に基板Wが載置されると、吸引孔の吸引圧によりステージ10の上面に基板Wが吸着固定される。すなわち、ステージ10の上面に基板Wを水平に保ちつつ、固定的に保持する。   The stage 10 has a rectangular outer shape, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the upper surface of the stage 10. These suction holes are connected to a vacuum pump or the like. When the substrate W is placed on the stage 10 by operating the vacuum pump, the substrate W is placed on the upper surface of the stage 10 by the suction pressure of the suction holes. Adsorbed and fixed. That is, the substrate W is fixedly held on the upper surface of the stage 10 while being kept horizontal.

ステージ移動機構20は、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、およびZ軸周り回転方向(θ軸方向)に移動させる。ステージ移動機構20は、ステージ10を回転させる回転機構11と、ステージ10を回転可能に支持する支持プレート12と、支持プレート12を副走査方向に移動させる副走査機構13と、副走査機構13を介して支持プレート12を支持するベースプレート14と、ベースプレート14を主走査方向に移動させる主走査機構15と、を有している。回転機構11、副走査機構13、および主走査機構15は、制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じてステージ10を移動させる。   The stage moving mechanism 20 moves the stage 10 in the main scanning direction (Y-axis direction), the sub-scanning direction (X-axis direction), and the rotation direction around the Z-axis (θ-axis direction). The stage moving mechanism 20 includes a rotating mechanism 11 that rotates the stage 10, a support plate 12 that rotatably supports the stage 10, a sub-scanning mechanism 13 that moves the support plate 12 in the sub-scanning direction, and a sub-scanning mechanism 13. And a main scanning mechanism 15 that moves the base plate 14 in the main scanning direction. The rotation mechanism 11, the sub-scanning mechanism 13, and the main scanning mechanism 15 are electrically connected to the control unit 90 and move the stage 10 in accordance with instructions from the control unit 90.

回転機構11は、ステージ10の内部に取り付けられた回転子により構成されたモータを有している。また、ステージ10の中央部下面側と支持プレート12との間には回転軸受機構が設けられている。このため、モータを動作させると、回転子がθ方向に駆動し、回転軸受機構の回転軸を中心としてステージ10が所定角度の範囲内で回転する。   The rotation mechanism 11 has a motor constituted by a rotor attached inside the stage 10. A rotary bearing mechanism is provided between the lower surface side of the center portion of the stage 10 and the support plate 12. For this reason, when the motor is operated, the rotor is driven in the θ direction, and the stage 10 rotates within a predetermined angle range around the rotation axis of the rotary bearing mechanism.

副走査機構13は、支持プレート12の下面に取り付けられた移動子とベースプレート14の上面に敷設された固定子とにより副走査方向の推進力を発生させるリニアモータ13aと、副走査方向に伸びる一対のガイドレール13bとを有している。このため、リニアモータ13aを駆動させると、ベースプレート14上のガイドレール13bに沿って支持プレート12およびステージ10が副走査方向に移動する。   The sub-scanning mechanism 13 includes a linear motor 13a that generates a driving force in the sub-scanning direction by a moving element attached to the lower surface of the support plate 12 and a stator laid on the upper surface of the base plate 14, and a pair extending in the sub-scanning direction. Guide rail 13b. For this reason, when the linear motor 13a is driven, the support plate 12 and the stage 10 move in the sub-scanning direction along the guide rail 13b on the base plate 14.

主走査機構15は、リニアモータ15aと、ベースプレート14と基台105との間に、ベースプレート14の一部を案内するよう主走査方向に伸びる一対のガイドレール15bとを備える。リニアモータ15aはベースプレート14の下面に取り付けられた移動子と、基台105上に敷設された固定子とを有している。このため、リニアモータ15aを駆動させると、基台105上のガイドレール15bに沿って、ベースプレート14、支持プレート12およびステージ10が主走査方向に移動する。なお、このようなステージ移動機構20としては、従来から多用されているX−Y−θ軸移動機構を用いることができる。   The main scanning mechanism 15 includes a linear motor 15a and a pair of guide rails 15b extending between the base plate 14 and the base 105 so as to guide a part of the base plate 14 in the main scanning direction. The linear motor 15 a has a mover attached to the lower surface of the base plate 14 and a stator laid on the base 105. For this reason, when the linear motor 15a is driven, the base plate 14, the support plate 12 and the stage 10 move in the main scanning direction along the guide rail 15b on the base 105. As such a stage moving mechanism 20, a conventionally used XY-θ axis moving mechanism can be used.

ステージ位置計測部30は、ステージ10の位置を計測する機構である。ステージ位置計測部30は、制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じてステージ10の位置を計測する。例えば、ステージ10に向けてレーザ光を照射し、その反射光と出射光との干渉を利用して、ステージ10の位置を計測する機構により構成することができる。この場合、ステージ位置計測部30は、例えば、レーザ光を出射する出射部31と、ビームスプリッタ33と、ビームベンダ32と、第1干渉計34と、第2干渉計35とを備える。   The stage position measurement unit 30 is a mechanism that measures the position of the stage 10. The stage position measurement unit 30 is electrically connected to the control unit 90 and measures the position of the stage 10 in accordance with an instruction from the control unit 90. For example, it can be configured by a mechanism that irradiates the stage 10 with laser light and uses the interference between the reflected light and the emitted light to measure the position of the stage 10. In this case, the stage position measurement unit 30 includes, for example, an emission unit 31 that emits laser light, a beam splitter 33, a beam bender 32, a first interferometer 34, and a second interferometer 35.

出射部31から出射されたレーザ光は、まずビームスプリッタ32に入射し、ビームベ
ンダ33に向かう第1分岐光と、第2干渉計35に向かう第2分岐光とに分岐される。第1分岐光は、ビームベンダ33により反射され、第1干渉計34に入射するとともに、第1干渉計34からステージ10の第1の部位に照射される。そして、第1の部位において反射した第1分岐光が、再び第1干渉計34へ入射する。第1干渉計34は、ステージ10の第1の部位に向かう第1分岐光と第1の部位で反射された第1分岐光との干渉に基づいて第1の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。
The laser light emitted from the emitting unit 31 first enters the beam splitter 32 and is branched into first branched light that goes to the beam bender 33 and second branched light that goes to the second interferometer 35. The first branched light is reflected by the beam bender 33, enters the first interferometer 34, and is irradiated from the first interferometer 34 to the first portion of the stage 10. Then, the first branched light reflected at the first part is incident on the first interferometer 34 again. The first interferometer 34 is a positional parameter corresponding to the position of the first part based on the interference between the first branched light traveling toward the first part of the stage 10 and the first branched light reflected by the first part. Measure.

一方、第2分岐光は、第2干渉計35に入射するとともに、第2干渉計35からステージ10の第2の部位(ただし、第2の部位は、第1の部位とは異なる位置である)に照射
される。そして、第2の部位において反射した第2分岐光が、再び第2干渉計35へ入射する。第2干渉計35は、ステージ10の第2の部位に向かう第2分岐光とステージ10の第2の部位で反射された第2分岐光との干渉に基づいて第2の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。
On the other hand, the second branched light is incident on the second interferometer 35 and the second part of the stage 10 from the second interferometer 35 (however, the second part is a position different from the first part. ). Then, the second branched light reflected at the second part is incident on the second interferometer 35 again. The second interferometer 35 corresponds to the position of the second part based on the interference between the second branched light traveling toward the second part of the stage 10 and the second branched light reflected by the second part of the stage 10. The measured position parameter is measured.

制御部90は、第1干渉計34および第2干渉計25のそれぞれから、ステージ10の第1の部位の位置に対応した位置パラメータ、およびステージ10の第2の部位の位置に対応した位置パラメータを取得する。そして、取得した各位置パラメータに基づいて、ステージ10の位置を算出する。   The control unit 90 receives position parameters corresponding to the position of the first part of the stage 10 and position parameters corresponding to the position of the second part of the stage 10 from each of the first interferometer 34 and the second interferometer 25. To get. Then, the position of the stage 10 is calculated based on each acquired position parameter.

光照射部40は、レーザ光を出射するレーザ発振器41と、レーザ発振器41を駆動するレーザ駆動部42と、レーザ発振器41から出射された光(スポットビーム)を強度分布が均一な線状の光(ラインビーム)とする照明光学系43と、基板Wの上面に光を照射する光学ヘッド401とを備える。   The light irradiation unit 40 includes a laser oscillator 41 that emits laser light, a laser drive unit 42 that drives the laser oscillator 41, and light (spot beam) emitted from the laser oscillator 41 that is linear light with a uniform intensity distribution. An illumination optical system 43 (line beam) and an optical head 401 that irradiates light onto the upper surface of the substrate W are provided.

レーザ発振器41、レーザ駆動部42および照明光学系43は、ステージ10およびステージ移動機構20を跨ぐようにして基台105上に架設されたボックス106の内部に設けられる。また、レーザ発振器41、レーザ駆動部42および照明光学系43は制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じて動作する。   The laser oscillator 41, the laser driving unit 42, and the illumination optical system 43 are provided inside a box 106 that is constructed on the base 105 so as to straddle the stage 10 and the stage moving mechanism 20. Further, the laser oscillator 41, the laser driving unit 42, and the illumination optical system 43 are electrically connected to the control unit 90 and operate according to instructions from the control unit 90.

ステージ10およびステージ移動機構20に対向するようにして基台105の上方に一対の脚部材107、108がステージ10の移動路の両側に立設される。そして、脚部材107の頂部を橋渡しするように梁部材109が横設されており、それぞれの脚部材108の頂部および梁部材109の上面を橋渡しするようにボックス106は設けられている。   A pair of leg members 107 and 108 are erected on both sides of the moving path of the stage 10 above the base 105 so as to face the stage 10 and the stage moving mechanism 20. A beam member 109 is horizontally provided so as to bridge the top portion of the leg member 107, and the box 106 is provided so as to bridge the top portion of each leg member 108 and the upper surface of the beam member 109.

そして、光学ヘッド401は梁部材109の略中央部の側面に設けられている。光学ヘッド401は、レーザ発振器41から出射され、照明光学系43を介して入射した光に描画パターンに応じた空間変調を形成して基板Wの上面に照射する。   The optical head 401 is provided on the side surface of the substantially central portion of the beam member 109. The optical head 401 irradiates the upper surface of the substrate W by forming spatial modulation corresponding to the drawing pattern on the light emitted from the laser oscillator 41 and incident via the illumination optical system 43.

続いて、光照射部40が備える光学ヘッド401の構成について図4を参照しながら説明する。図4は光照射部40の構成例を模式的に示す図である。   Next, the configuration of the optical head 401 provided in the light irradiation unit 40 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the light irradiation unit 40.

光照射部40は、レーザ駆動部42が動作するとレーザ発振器41からレーザ光が出射され、出射されたレーザ光は照明光学系43を介して、光学ヘッド401の内部に導入される。   When the laser driving unit 42 operates, the light irradiation unit 40 emits laser light from the laser oscillator 41, and the emitted laser light is introduced into the optical head 401 through the illumination optical system 43.

光学ヘッド401は、レーザ発振器41からの光を光学ヘッド401内に導入する入射部44と、導入された光を変調するための空間光変調素子45と、入射部44からの光を空間光変調素子45へと導く光学系46と、空間光変調素子45で変調された光の光軸をシフトさせ、基板Wの上面において描画位置を副走査方向に相対的にシフトさせるための照射位置シフト機構47と、照射位置シフト機構47を介した光を基板Wの上面に導く投影光学系48とを備える。   The optical head 401 includes an incident portion 44 that introduces light from the laser oscillator 41 into the optical head 401, a spatial light modulation element 45 for modulating the introduced light, and spatial light modulation of light from the incident portion 44. An optical system 46 leading to the element 45 and an irradiation position shift mechanism for shifting the optical axis of the light modulated by the spatial light modulation element 45 and relatively shifting the drawing position on the upper surface of the substrate W in the sub-scanning direction. 47 and a projection optical system 48 that guides light through the irradiation position shift mechanism 47 to the upper surface of the substrate W.

空間光変調素子45は、回折格子型の変調素子であり、半導体装置製造技術を利用して製造され、格子の深さを変更することができる回折格子となっている。回折格子型の光変調素子としては、例えば、GLV(Graiting Light Valve:グレーチング・ライト・バルブ)(シリコン・ライト・マシーンズ社の登録商標)を使用する。なお、GLVによる光の変調原理については、既知であるため詳細については説明を省略する。   The spatial light modulation element 45 is a diffraction grating type modulation element, which is manufactured using a semiconductor device manufacturing technique and is a diffraction grating capable of changing the depth of the grating. As the diffraction grating type light modulation element, for example, GLV (Grating Light Valve) (registered trademark of Silicon Light Machines) is used. Since the principle of light modulation by GLV is already known, a detailed description thereof will be omitted.

照射位置シフト機構47は空間光変調素子45によって描画パターンに応じて空間変調された光を副走査方向に沿ってシフトさせる。照射位置シフト機構47の詳細については後述する。   The irradiation position shift mechanism 47 shifts the light spatially modulated by the spatial light modulation element 45 according to the drawing pattern along the sub-scanning direction. Details of the irradiation position shift mechanism 47 will be described later.

投影光学系48は、対物レンズ482と、対物レンズ482を光軸に沿って移動させるアクチュエータとから構成されるフォーカス機構481を備えている。フォーカス機構481により対物レンズ482がZ軸方向に移動することよって、空間光変調素子45によって変調された光の焦点位置が調整される。焦点位置が調整された光は、基板Wの上面に照射され、基板W上のレジスト等の感光層を露光することにより、配線パターン等が描画される。   The projection optical system 48 includes a focus mechanism 481 including an objective lens 482 and an actuator that moves the objective lens 482 along the optical axis. By moving the objective lens 482 in the Z-axis direction by the focus mechanism 481, the focal position of the light modulated by the spatial light modulator 45 is adjusted. The light whose focal position is adjusted is irradiated on the upper surface of the substrate W, and a photosensitive layer such as a resist on the substrate W is exposed to draw a wiring pattern or the like.

次に、照射位置シフト機構47について図5を参照しながら詳細に説明する。図5は照射位置シフト機構47の構成を模式的に示す図である。   Next, the irradiation position shift mechanism 47 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing the configuration of the irradiation position shift mechanism 47.

照射位置シフト機構47は、1個以上の光学部品を備え、少なくとも1個の光学部品の位置あるいは姿勢を変更することによって、入射光の光路を副走査方向に沿ってシフトさせる。   The irradiation position shift mechanism 47 includes one or more optical components, and shifts the optical path of incident light along the sub-scanning direction by changing the position or posture of at least one optical component.

図5に示すように照射位置シフト機構47は2個のウェッジプリズム471と、一方のウェッジプリズム471を、他方のウェッジプリズム471に対して、入射光の光軸Lの方向に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構472とを備える。ウェッジプリズム471は、光が入射する光学面と出射する光学面が非平行となるプリズムである。2個のウェッジプリズム471は、互いに略同一の構造を有しており、例えば、頂角、屈折率がいずれも同一となる構造を有している。   As shown in FIG. 5, the irradiation position shift mechanism 47 linearly moves two wedge prisms 471 and one wedge prism 471 along the direction of the optical axis L of incident light with respect to the other wedge prism 471. And a wedge prism moving mechanism 472 for movement. The wedge prism 471 is a prism in which an optical surface on which light enters and an optical surface on which light exits are non-parallel. The two wedge prisms 471 have substantially the same structure, for example, the apex angle and the refractive index are both the same.

2個のウェッジプリズム471は、固定ステージ473、可動ステージ474にそれぞれ固定され、対向する光学面が互いに平行となり、かつ、互いに逆向きとなるように、入射光の光軸Lの方向に沿って並んで配置される。各ウェッジプリズム471は、例えば固定バンド475を用いて各ステージ473、474に固定される。   The two wedge prisms 471 are fixed to the fixed stage 473 and the movable stage 474, respectively, and the optical surfaces facing each other are parallel to each other and opposite to each other along the direction of the optical axis L of the incident light. Arranged side by side. Each wedge prism 471 is fixed to each stage 473, 474 using a fixed band 475, for example.

一方のウェッジプリズム471が配置される固定ステージ473は、ベース部476上に固定されている。他方のウェッジプリズム471が配置される可動ステージ474は、ベース部476上に設置された一対のガイドレール4721に沿って移動可能とされている。ガイドレール4721は、ベース部476上に、Z軸方向に沿って延在して形成されている。   The fixed stage 473 on which one wedge prism 471 is disposed is fixed on the base portion 476. The movable stage 474 on which the other wedge prism 471 is disposed is movable along a pair of guide rails 4721 installed on the base portion 476. Guide rail 4721 is formed on base portion 476 so as to extend along the Z-axis direction.

ベース部476には、回転モータ4722によって回転させられるボールねじ4723が配設されている。ボールねじ4723は、ガイドレール4721の延在方向に沿って延在しており、可動ステージ474のブラケット4741の雌ねじ部に螺合されている。この構成において、ボールねじ4723が回転モータ4722によって回動されることで、可動ステージ474がガイドレール4721に沿ってZ方向に移動する。   The base portion 476 is provided with a ball screw 4723 that is rotated by a rotary motor 4722. The ball screw 4723 extends along the extending direction of the guide rail 4721 and is screwed into the female screw portion of the bracket 4741 of the movable stage 474. In this configuration, when the ball screw 4723 is rotated by the rotary motor 4722, the movable stage 474 moves along the guide rail 4721 in the Z direction.

つまり、可動ステージ474、ガイドレール4721、回転モータ4722、およびボールねじ4723により、他方のウェッジプリズム471を入射光の光軸Lの方向に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構472が構成される。ウェッジプリズム移動機構472は、他方のウェッジプリズム471を、一方のウェッジプリズム471に対して光軸Lの方向に沿って直線的に移動させることによって、2個のウェッジプリズム471の光軸Lの方向に沿う離間距離を変化させる。   That is, the movable stage 474, the guide rail 4721, the rotation motor 4722, and the ball screw 4723 constitute the wedge prism moving mechanism 472 that linearly moves the other wedge prism 471 along the direction of the optical axis L of the incident light. The The wedge prism moving mechanism 472 moves the other wedge prism 471 linearly along the direction of the optical axis L with respect to the one wedge prism 471, thereby moving the direction of the optical axis L of the two wedge prisms 471. The separation distance along is changed.

上記構成を備える照射位置シフト機構47においては、2個のウェッジプリズム471の光軸Lに沿う離間距離を変化させることによって、ウェッジプリズム471に入射する光の経路をX軸方向に沿ってシフトさせることができる。なお、シフト量Δxは、2つのウェッジプリズム471の離間距離に応じて定まる。   In the irradiation position shift mechanism 47 having the above configuration, the path of light incident on the wedge prism 471 is shifted along the X-axis direction by changing the separation distance along the optical axis L of the two wedge prisms 471. be able to. The shift amount Δx is determined according to the distance between the two wedge prisms 471.

撮像部50は、光学ヘッド401と対応付けられており、主走査の際に光学ヘッド40が基板Wに対して相対的に移動する方向について定められた距離だけ上流側に配置されている。本実施形態では、光学ヘッド401の図1中の右側の側面に固定的に設置されている。すなわち、撮像部50は、ステージ10が主走査方向に移動することで、光学ヘッド401がステージ10に対して相対的に移動する方向の搬送装置80側の光学ヘッド401の側面に設置されている。   The imaging unit 50 is associated with the optical head 401 and is disposed upstream by a distance determined in the direction in which the optical head 40 moves relative to the substrate W during main scanning. In this embodiment, the optical head 401 is fixedly installed on the right side surface in FIG. That is, the imaging unit 50 is installed on the side surface of the optical head 401 on the transport device 80 side in the direction in which the optical head 401 moves relative to the stage 10 as the stage 10 moves in the main scanning direction. .

具体的には、例えばLEDにより構成される光源と、鏡筒と、対物レンズと、リニアイメージセンサ(一次元イメージセンサ)により構成されるCCDイメージセンサとを備える。なお、撮像部50で採用される光源の波長は、基板W上のレジスト等を感光させない波長である。   Specifically, for example, a light source configured by LEDs, a lens barrel, an objective lens, and a CCD image sensor configured by a linear image sensor (one-dimensional image sensor) are provided. Note that the wavelength of the light source employed in the imaging unit 50 is a wavelength at which the resist on the substrate W is not exposed.

そして、対応する光学ヘッド401が描画を行う予定の基板W上の領域である描画予定領域を撮像する。したがって、主走査方向に移動するステージ10に載置された基板W上の描画予定領域に光照射部40から光ビームが照射される前に、該描画予定領域に形成された下層パターンを撮像することができる。なお、撮像部50は制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じて撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部90に送信する。   Then, the drawing target area which is the area on the substrate W to be drawn by the corresponding optical head 401 is imaged. Accordingly, before the light irradiation unit 40 irradiates the light drawing unit 40 with the light beam on the drawing area on the substrate W placed on the stage 10 moving in the main scanning direction, the lower layer pattern formed in the drawing area is imaged. be able to. Note that the imaging unit 50 is electrically connected to the control unit 90, acquires imaging data in response to an instruction from the control unit 90, and transmits the acquired imaging data to the control unit 90.

移動誤差検出部60は、ステージ10上に形成されたスケールパターン61と、エンコーダヘッド62と、エンコーダヘッド62を副走査方向に移動可能にするためのエンコーダ移動機構63とを備える。そして、ステージ10の主走査方向の移動によって生じる真直度のばらつきなどであるステージ10の水平方向の移動誤差を逐次検出する。   The movement error detection unit 60 includes a scale pattern 61 formed on the stage 10, an encoder head 62, and an encoder movement mechanism 63 that enables the encoder head 62 to move in the sub-scanning direction. Then, horizontal movement errors of the stage 10 such as variations in straightness caused by movement of the stage 10 in the main scanning direction are sequentially detected.

スケールパターン61は、ステージ10の上面であって載置された基板Wに掛からない位置であるステージ10の側端部に主走査方向に伸びるように形成されており、スケールパターン61の主走査方向の長さはステージ10の長さにほぼ等しい。なお、スケールパターン61は各種のフォトリソグラフィ製法により、ガラス表面上へ硬質なクロム蒸着等により形成することができる。   The scale pattern 61 is formed on the upper end of the stage 10 so as to extend in the main scanning direction at the side end portion of the stage 10 that is not on the substrate W placed thereon. Is substantially equal to the length of the stage 10. The scale pattern 61 can be formed on the glass surface by hard chromium vapor deposition or the like by various photolithography manufacturing methods.

エンコーダヘッド62は、光学ヘッド401が取り付けられた梁部材109の光学ヘッド401が設置される側の面であって、光学ヘッド401の側方に位置するように設けられている。   The encoder head 62 is provided on the side of the optical head 401 on the surface of the beam member 109 to which the optical head 401 is attached, on the side where the optical head 401 is installed.

エンコーダ移動機構63は、エンコーダヘッド62と梁部材109の間に配設されている。エンコーダ移動機構63は、図示を省略するリニアモータと、梁部材109に敷設された副走査方向に伸びる一対のガイドレールと、エンコーダヘッド62を側面から固定的に支持する支持プレートとを備える。そして、リニアモータが駆動し支持プレートと梁部材109との間に敷設された移動子および固定子とにより副走査方向の推進力を発生させ、支持プレートをガイドレールに沿って副走査方向に移動させることで、エンコーダヘッド62を副走査方向に移動させる。   The encoder moving mechanism 63 is disposed between the encoder head 62 and the beam member 109. The encoder moving mechanism 63 includes a linear motor (not shown), a pair of guide rails laid on the beam member 109 and extending in the sub-scanning direction, and a support plate that fixedly supports the encoder head 62 from the side surface. Then, the linear motor is driven to generate a propulsive force in the sub-scanning direction by the mover and the stator laid between the support plate and the beam member 109, and the support plate is moved in the sub-scanning direction along the guide rail. By doing so, the encoder head 62 is moved in the sub-scanning direction.

図3を参照しつつ移動誤差検出部60について詳細に説明する。図3(a)はステージ10上に形成されたスケールパターン61を上方から見た図である。スケールパターン61は、図3(a)に示すようにY軸方向に直線状に形成された1本のXスケールXSと、XスケールXSと直交するようにX軸方向に直線状に等間隔に複数の短線状に形成されたYスケールYSとを備える。そして、ステージ10が主走査方向に移動することで、スケールパターン61は梁部材109に設けられたエンコーダヘッド62の下方を通過し、エンコーダヘッド62がスケールパターン61を検出する。   The movement error detection unit 60 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3A is a view of the scale pattern 61 formed on the stage 10 as viewed from above. As shown in FIG. 3 (a), the scale pattern 61 has one X scale XS formed linearly in the Y-axis direction and linearly spaced in the X-axis direction so as to be orthogonal to the X scale XS. Y scale YS formed in a plurality of short lines. As the stage 10 moves in the main scanning direction, the scale pattern 61 passes below the encoder head 62 provided on the beam member 109, and the encoder head 62 detects the scale pattern 61.

エンコーダヘッド62によるスケールパターン61の検出について図3(b)を用いて説明する。図3(b)は、エンコーダヘッド62およびステージ10上に形成されたスケールパターン61をX軸方向から見た模式図である。なお、梁部材109やエンコーダ移動機構63は図示を省略している。   The detection of the scale pattern 61 by the encoder head 62 will be described with reference to FIG. FIG. 3B is a schematic view of the scale pattern 61 formed on the encoder head 62 and the stage 10 as viewed from the X-axis direction. The beam member 109 and the encoder moving mechanism 63 are not shown.

エンコーダヘッド62は互いに直交する二軸方向(XY方向)に感度をもち、スケールパターン61に当たる光の回折と干渉を利用することでステージ10の位置を計測する。エンコーダヘッド62は、ステージ10に形成されたスケールパターン61に光Lを照射する光源621と、光源621から照射された光Lがスケールパターン61で反射されXスケールXSからの回折光を受光する第1受光素子622Xと、YスケールYSからの回折光を受光する第2受光素子622Yとを備える。   The encoder head 62 has sensitivity in two axial directions (XY directions) orthogonal to each other, and measures the position of the stage 10 by utilizing diffraction and interference of light striking the scale pattern 61. The encoder head 62 includes a light source 621 that irradiates the scale pattern 61 formed on the stage 10 with light L, and a light L that is emitted from the light source 621 is reflected by the scale pattern 61 and receives diffracted light from the X scale XS. One light receiving element 622X and a second light receiving element 622Y that receives the diffracted light from the Y scale YS are provided.

第1受光素子622Xはステージ10のX軸方向の位置を検出する。X軸方向についてはあらかじめ基準位置が規定されており、エンコーダヘッド62からのXスケールXSの検出信号を解析し、X軸方向の基準位置と検出されたXスケールXSとのX軸方向の距離を位置ずれ量として取得することができる。そして、基準位置を当該位置ずれ量分だけずらせた位置が検出時のX軸方向のステージ10の位置として検出される。   The first light receiving element 622X detects the position of the stage 10 in the X-axis direction. A reference position is defined in advance in the X-axis direction. The X scale XS detection signal from the encoder head 62 is analyzed, and the distance in the X axis direction between the reference position in the X axis direction and the detected X scale XS is determined. It can be acquired as a displacement amount. Then, a position obtained by shifting the reference position by the amount of the positional deviation is detected as the position of the stage 10 in the X-axis direction at the time of detection.

また、第2受光素子622Yはステージ10のY軸方向の位置を検出する。光源621から照射された光Lがスケールパターン61で反射されYスケールYSからの回折光を第2受光素子622Yが受光し信号を出力する。そして、あらかじめ設定したYスケールYSの数と検出されたYスケールYSの数を比較することで、本来のステージ10の位置からの位置ずれ量を取得することができる。そして、Y軸方向の本来のステージ10の位置を基準に当該位置ずれ量分だけずらせた位置が検出時のY軸方向のステージ10の位置として検出される。   The second light receiving element 622Y detects the position of the stage 10 in the Y-axis direction. The light L emitted from the light source 621 is reflected by the scale pattern 61, and the second light receiving element 622Y receives the diffracted light from the Y scale YS and outputs a signal. Then, by comparing the number of Y scales YS set in advance with the number of detected Y scales YS, the amount of displacement from the original position of the stage 10 can be acquired. Then, a position shifted by the amount of the positional deviation based on the original position of the stage 10 in the Y-axis direction is detected as the position of the stage 10 in the Y-axis direction at the time of detection.

以上のように、移動誤差検出部60は、エンコーダヘッド62とスケールパターン61とから取得されたステージ10の水平方向の位置であるステージ10のX軸方向の位置とY軸方向の位置を取得することができる。本来のステージ10の位置である理想位置と、移動誤差検出部60によって取得されたステージ10の水平位置との差分を本発明においてはステージ10の水平方向の移動誤差とする。   As described above, the movement error detection unit 60 acquires the position in the X-axis direction and the position in the Y-axis direction of the stage 10 that are horizontal positions of the stage 10 acquired from the encoder head 62 and the scale pattern 61. be able to. The difference between the ideal position, which is the original position of the stage 10, and the horizontal position of the stage 10 acquired by the movement error detector 60 is defined as a horizontal movement error of the stage 10 in the present invention.

なお、移動誤差検出部60は制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じてステージ10の水平方向の移動誤差を検出し、検出した移動誤差を制御部90に送信する。   The movement error detection unit 60 is electrically connected to the control unit 90, detects a horizontal movement error of the stage 10 in accordance with an instruction from the control unit 90, and sends the detected movement error to the control unit 90. Send.

アライメントカメラ70は、基板Wの上面にあらかじめ形成されたアライメントマークを撮像する。アライメントカメラ70は、梁部材109の図1中の左側の側面に下方を撮像できるように設置されている。言い換えると、梁部材109の光学ヘッド401が設置される面の反対面に設置されている。   The alignment camera 70 images an alignment mark formed in advance on the upper surface of the substrate W. The alignment camera 70 is installed on the left side surface of the beam member 109 in FIG. In other words, the beam member 109 is installed on the surface opposite to the surface on which the optical head 401 is installed.

そして、アライメントカメラ70としては、前述した撮像部50とほぼ同様の構成を備えている。アライメントカメラ70が備えるCCDイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ(2次元イメージセンサ)により構成される。   The alignment camera 70 has substantially the same configuration as the imaging unit 50 described above. The CCD image sensor provided in the alignment camera 70 is constituted by, for example, an area image sensor (two-dimensional image sensor).

アライメントカメラ70によりアライメントマークを撮像するときには、ステージ10に載置された基板Wがアライメントカメラ70の下方に移動し、図示を省略する光源から出射された光が基板Wの上面に導かれ、その反射光をCCDイメージセンサで受光する。
これにより、基板Wの上面に形成されたアライメントマークの撮像データが取得されることになる。
When the alignment mark is imaged by the alignment camera 70, the substrate W placed on the stage 10 moves below the alignment camera 70, and light emitted from a light source (not shown) is guided to the upper surface of the substrate W. The reflected light is received by the CCD image sensor.
Thereby, the imaging data of the alignment mark formed on the upper surface of the substrate W is acquired.

なお、アライメントカメラ50は制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じて撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部90に送信する。   The alignment camera 50 is electrically connected to the control unit 90, acquires imaging data in response to an instruction from the control unit 90, and transmits the acquired imaging data to the control unit 90.

搬送装置80は、カバー102に囲まれた本体内部の右手端部に配置されている。搬送装置80は制御部90と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じて、基板収納カセット103と、ステージ10との間で基板Wの受け渡しを行う。搬送装置80としては、例えば、従来から知られている搬送ロボットを用いることができる。   The conveying device 80 is disposed at the right hand end inside the main body surrounded by the cover 102. The transfer device 80 is electrically connected to the control unit 90, and transfers the substrate W between the substrate storage cassette 103 and the stage 10 in accordance with an instruction from the control unit 90. As the transfer device 80, for example, a conventionally known transfer robot can be used.

制御部90は、各種の演算処理を実行しつつ、露光装置100が備える各部の動作を制御する。制御部90は、例えば各種演算処理を行うCPU、ブートプログラム等を記憶するROM、演算処理の作業領域となるRAM、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスクなどの記憶部、各種表示を行うディスプレイ、キーボード、および、マウスなどの入力部、LAN等を介してデータ通信機能を有するデータ通信部、等を有するコンピュータによって構成される。コンピュータにインストールされたプログラムにしたがってコンピュータが動作することにより、当該コンピュータが露光装置100の制御部90として機能する。なお、制御部90において実現される各機能部は、コンピュータによって所定のプログラムが実行されることによって実現されてもよいし、専用のハードウェアによって実現されてもよい。   The control unit 90 controls the operation of each unit provided in the exposure apparatus 100 while executing various arithmetic processes. The control unit 90 performs various displays such as a CPU that performs various arithmetic processes, a ROM that stores a boot program, a RAM that serves as a work area for the arithmetic processes, a hard disk that stores programs and various data files, and the like. The computer includes an input unit such as a display, a keyboard and a mouse, a data communication unit having a data communication function via a LAN, and the like. When the computer operates in accordance with a program installed in the computer, the computer functions as the control unit 90 of the exposure apparatus 100. In addition, each function part implement | achieved in the control part 90 may be implement | achieved by running a predetermined program with a computer, and may be implement | achieved by exclusive hardware.

次に、制御部90によって実現される上記の構造による露光動作に関わる各機能部について図6を用いて説明する。図6は制御部90が備える露光動作に関わる各機能部と、描画を実際に制御する露光制御部900との関係をあらわすブロック図である。   Next, each functional unit related to the exposure operation with the above structure realized by the control unit 90 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the relationship between each functional unit related to the exposure operation provided in the control unit 90 and the exposure control unit 900 that actually controls the drawing.

制御部90は、基板Wに描画すべき上層パターンを記述した描画パターンデータであるCADデータ911等の各種データを記憶しておく記憶部91と、CADデータ911を描画用のデータ単位として生成するデータ生成部92と、データ生成部92で生成されたデータをラスタライズするラスタライズ部93と、下層パターンのずれ量を算出するずれ量算出部94と、下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出する形成位置算出部95とを備えている。   The control unit 90 generates a storage unit 91 for storing various data such as CAD data 911 which is drawing pattern data describing an upper layer pattern to be drawn on the substrate W, and CAD data 911 as a data unit for drawing. A data generation unit 92, a rasterization unit 93 that rasterizes the data generated by the data generation unit 92, a shift amount calculation unit 94 that calculates a shift amount of the lower layer pattern, and a formation that calculates the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern A position calculation unit 95.

記憶部91は、上述したように外部のCAD等を用いて生成されたCADデータ911やラスタライズ部93でラスタライズされたラスターデータ912等を記憶する。また、前述したデータ以外にも各部で検出されたデータ等を記憶する。なお、CAD911は基板Wに対する一連の処理に先立って記録媒体あるいは通信ネットワーク等を介してあらかじめ記憶部91に準備されている。   The storage unit 91 stores CAD data 911 generated using an external CAD or the like as described above, raster data 912 rasterized by the rasterizing unit 93, and the like. In addition to the data described above, data detected by each unit is stored. The CAD 911 is prepared in the storage unit 91 in advance via a recording medium or a communication network prior to a series of processes for the substrate W.

データ生成部92は、記憶部91からCADデータ911を読み出し、描画を行う所定の単位領域(ストライプ)にCADデータ911を分割し、ラスタライズ部93にストライプ単位で送信する。   The data generation unit 92 reads the CAD data 911 from the storage unit 91, divides the CAD data 911 into predetermined unit areas (stripes) for drawing, and transmits the CAD data 911 to the rasterizing unit 93 in units of stripes.

ラスタライズ部93は、データ生成部92によって生成されたストライプごとにラスタライズを行い、ラスタ形式のラスターデータ912を生成し記憶部91に記憶する。こうして、1ストライプ分のラスターデータ912の準備が終わると、ラスターデータ912は露光制御部900に送られる。   The rasterization unit 93 performs rasterization for each stripe generated by the data generation unit 92, generates raster format raster data 912, and stores the raster data in the storage unit 91. Thus, when the preparation of raster data 912 for one stripe is completed, the raster data 912 is sent to the exposure control unit 900.

ずれ量算出部94は、撮像部50で取得された基板W上の描画予定領域の撮像データと、移動誤差検出部60で検出されたステージ10の水平方向の移動誤差を受け取り、描画予定領域に形成されている下層パターンの基板Wに対する位置ずれ量を算出する。基板Wに対する下層パターンの位置ずれ量とは、基板W上に形成されている下層パターンの形成位置と、基板W上での下層パターンの設計位置との差分をあらわすものである。   The deviation amount calculation unit 94 receives the imaging data of the drawing-scheduled area on the substrate W acquired by the imaging unit 50 and the horizontal movement error of the stage 10 detected by the movement error detection unit 60, and enters the drawing-scheduled area. The amount of positional deviation of the formed lower layer pattern with respect to the substrate W is calculated. The positional deviation amount of the lower layer pattern with respect to the substrate W represents a difference between the formation position of the lower layer pattern formed on the substrate W and the design position of the lower layer pattern on the substrate W.

図7を参照しつつ下層パターンの位置ずれについて説明する。下層パターンの位置ずれは、2つの要因により引き起こされる。その一方はステージ10の移動誤差によって生じる位置ずれと、他方は基板Wの変形等によって生じる基板W上での設計位置からの下層パターンの位置ずれである。図7では、上述したステージ10の移動誤差および基板Wの変形等による下層パターンの位置ずれが生じていない場合のステージ10の理想位置と基板W上における下層パターンの設計位置を破線で示している。また、その時点におけるステージ10の実際位置および下層パターンの形成位置については実線で示している。なお、図7では、光学ヘッド401およびエンコーダヘッド62は図示を省略している。   The positional deviation of the lower layer pattern will be described with reference to FIG. The misalignment of the lower layer pattern is caused by two factors. One is a positional shift caused by a movement error of the stage 10 and the other is a positional shift of a lower layer pattern from a design position on the substrate W caused by deformation of the substrate W or the like. In FIG. 7, the ideal position of the stage 10 and the design position of the lower layer pattern on the substrate W when the position error of the lower layer pattern does not occur due to the movement error of the stage 10 and the deformation of the substrate W described above are indicated by broken lines. . Further, the actual position of the stage 10 and the formation position of the lower layer pattern at that time are indicated by solid lines. In FIG. 7, the optical head 401 and the encoder head 62 are not shown.

図7(a)は、下層パターンの設計位置を破線で表している。また、基板W上の下層パターンの形成位置を実線で表している。なお、この時点では描画処理動作前でありステージ10は静止しており上述したステージ10の移動誤差は生じていない。したがって、ステージ10の実際位置は理想位置でもあるため実線で表している。   FIG. 7A shows the design position of the lower layer pattern with a broken line. The formation position of the lower layer pattern on the substrate W is indicated by a solid line. At this time, before the drawing processing operation, the stage 10 is stationary and the movement error of the stage 10 described above does not occur. Therefore, the actual position of the stage 10 is also an ideal position and is represented by a solid line.

これに対し、基板Wには熱膨張等により変形が生じており、あらかじめ基板W上に形成されている下層パターンが、基板W上での設計位置からX軸方向にΔPX、Y軸方向にΔPYだけ位置ずれが生じている。したがって、下層パターンに対して上層パターンを精度良く重ねあわせて描画するためには、当該位置ずれを補正する必要がある。   On the other hand, the substrate W is deformed due to thermal expansion or the like, and the lower layer pattern previously formed on the substrate W is ΔPX in the X-axis direction and ΔPY in the Y-axis direction from the design position on the substrate W. Only a positional shift has occurred. Therefore, in order to draw the upper layer pattern with high accuracy over the lower layer pattern, it is necessary to correct the positional deviation.

図7(b)は、描画処理が開始され撮像部50にてY軸方向に移動するステージ10上に保持された基板Wの描画予定領域を撮像する撮像時における、ステージ10の理想位置と基板W上の下層パターンの設計位置を破線で表している。また、撮像時のステージ10の実際位置と基板W上の下層パターンの形成位置を実線で表している。   FIG. 7B shows the ideal position of the stage 10 and the substrate at the time of imaging for imaging the drawing planned area of the substrate W held on the stage 10 that is started in the imaging unit 50 and moves in the Y-axis direction by the imaging unit 50. The design position of the lower layer pattern on W is represented by a broken line. Further, the actual position of the stage 10 at the time of imaging and the formation position of the lower layer pattern on the substrate W are represented by solid lines.

撮像データから算出される下層パターンの設計位置と形成位置との位置ずれ量の算出について図8を参照しつつ説明する。図8(a)は撮像部50から送られてくる下層パターンの1次元の撮像データを蓄積し、2次元の画像データとして生成したものである。また、図8(b)は、制御部90がステージ位置計測部30から送られてくるステージ10の位置に基づき、あらかじめ記憶部に記憶しておいた下層パターンの設計データから、撮像部50によって撮像された位置と略同じ位置を特定し、画像データに変換し生成した設計画像520である。図8で示された撮像データは、図7(b)で図示される下層パターンを含むように撮像されたものを表している。   The calculation of the amount of positional deviation between the design position and formation position of the lower layer pattern calculated from the imaging data will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows a case where the one-dimensional image data of the lower layer pattern sent from the image pickup unit 50 is accumulated and generated as two-dimensional image data. Further, FIG. 8B shows that the imaging unit 50 uses lower layer pattern design data stored in advance in the storage unit based on the position of the stage 10 sent from the stage position measurement unit 30 by the control unit 90. This is a design image 520 generated by specifying a position substantially the same as the imaged position and converting it into image data. The imaging data shown in FIG. 8 represents data captured so as to include the lower layer pattern shown in FIG.

設計画像520には、配線パターン等の設計下層パターン521が含まれる。同様に、撮像画像510には基板W上にあらかじめ形成されている配線パターン等の形成下層パターン511が含まれる。   The design image 520 includes a design lower layer pattern 521 such as a wiring pattern. Similarly, the captured image 510 includes a formation lower layer pattern 511 such as a wiring pattern formed in advance on the substrate W.

設計画像520から、特徴的なパターンを有するテンプレート522を抽出する。同時に、テンプレート522に設計基準点523を設定し、設計基準点523の座標を記憶しておく。これが設計位置となる。なお、設計基準点523をテンプレート522の左上に設定しているが、これに限定されるものではなく、テンプレート522内で特定できる点(例えば、重心等)を設計基準点として設定してもよい。   A template 522 having a characteristic pattern is extracted from the design image 520. At the same time, the design reference point 523 is set in the template 522, and the coordinates of the design reference point 523 are stored. This is the design position. Although the design reference point 523 is set at the upper left of the template 522, the present invention is not limited to this, and a point that can be specified in the template 522 (for example, the center of gravity) may be set as the design reference point. .

続いて、撮像画像510に対してテンプレート522を用いて、いわゆるパターンマッチング処理を行い、マッチング度が高い位置であるマッチング領域512を取得する。すなわち、このマッチング領域512の左上の点が検出基準点513となる。   Subsequently, a so-called pattern matching process is performed on the captured image 510 using the template 522 to obtain a matching region 512 that is a position having a high matching degree. That is, the upper left point of the matching area 512 is the detection reference point 513.

設計基準点523と検出基準点513のX方向およびY方向の差分が、撮像画像内における下層パターンの設計位置に対する形成位置のX軸方向の位置ずれ量ΔIPX、Y軸方向の位置ずれ量ΔIPYとして求まる。   Differences between the design reference point 523 and the detection reference point 513 in the X direction and the Y direction are the positional deviation amount ΔIPX in the X axis direction and the positional deviation amount ΔIPY in the Y axis direction of the formation position with respect to the design position of the lower layer pattern in the captured image. I want.

しかしながら、撮像部50によって撮像することで得られる撮像データは、ステージ10に保持された基板Wを撮像して取得したものである。すなわち、ステージ10が移動誤差による位置ずれを生じていた場合、ステージ10に保持された基板Wを撮像して取得した撮像データには、撮像時のステージ10の移動誤差と、基板W上での設計位置からの下層パターンの位置ずれとが重畳されている。そのため、撮像時におけるステージ10の移動誤差を撮像画像から得られた下層パターンの位置ずれ量から減算する必要がある。   However, the imaging data obtained by imaging by the imaging unit 50 is acquired by imaging the substrate W held on the stage 10. That is, when the stage 10 is displaced due to the movement error, the imaging data acquired by imaging the substrate W held on the stage 10 includes the movement error of the stage 10 at the time of imaging and the movement on the substrate W. The position shift of the lower layer pattern from the design position is superimposed. Therefore, it is necessary to subtract the movement error of the stage 10 at the time of imaging from the amount of positional deviation of the lower layer pattern obtained from the captured image.

ここで、前述したようにステージ10の移動誤差はエンコーダヘッド62とスケールパターン61によって検出することができる。具体的には、YスケールYSに関してはあらかじめ設定したYスケールYSの数と撮像時に検出された数を比較することでΔISYを求める。一方、XスケールXSに関してはステージ10のX軸方向の基準位置と撮像時に検出されたXスケールXSとのX軸方向の距離をΔISYとして取得することができる。ΔISXおよびΔISYが撮像時におけるステージ10の移動誤差をあらわす。   Here, as described above, the movement error of the stage 10 can be detected by the encoder head 62 and the scale pattern 61. Specifically, regarding Y scale YS, ΔISY is obtained by comparing the number of Y scale YS set in advance with the number detected at the time of imaging. On the other hand, regarding the X scale XS, the distance in the X axis direction between the reference position of the stage 10 in the X axis direction and the X scale XS detected at the time of imaging can be acquired as ΔISY. ΔISX and ΔISY represent the movement error of the stage 10 during imaging.

したがって、描画予定領域に形成されている下層パターンの基板W上の設計位置からの位置ずれ量を算出するには、撮像データから算出した撮像画像内の下層パターンの位置ずれ量であるΔIPX、ΔIPYから、撮像時のステージ10のX軸方向の移動誤差ΔISX、Y軸方向の移動誤差ΔISYを減算(ΔIPX−ΔISX、ΔIPY−ΔISY)すればよい。   Therefore, in order to calculate the positional deviation amount of the lower layer pattern formed in the drawing planned area from the design position on the substrate W, ΔIPX, ΔIPY which are the positional deviation amounts of the lower layer pattern in the captured image calculated from the imaging data. Then, the movement error ΔISX in the X-axis direction and the movement error ΔISY in the Y-axis direction of the stage 10 during imaging may be subtracted (ΔIPX−ΔISX, ΔIPY−ΔISY).

このようにして、基板W上の下層パターンの位置ずれ量としてY軸位置ずれ量ΔPYとX軸位置ずれ量ΔPXを算出することができる。そして、ずれ量算出部94で算出された基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量ΔPXとY軸位置ずれ量ΔPYは形成位置算出部95に送られる。なお、基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量ΔPXとY軸位置ずれ量ΔPYは、基板Wの変形にのみ起因する位置ずれであるため少なくとも描画処理中において、基板W上の描画予定領域の下層パターンのX軸位置ずれ量ΔPXとY軸位置ずれ量ΔPYは変化しない。   In this way, the Y-axis positional deviation amount ΔPY and the X-axis positional deviation amount ΔPX can be calculated as the positional deviation amounts of the lower layer pattern on the substrate W. Then, the X-axis position shift amount ΔPX and the Y-axis position shift amount ΔPY of the lower layer pattern on the substrate W calculated by the shift amount calculation unit 94 are sent to the formation position calculation unit 95. Note that the X-axis positional deviation amount ΔPX and the Y-axis positional deviation amount ΔPY of the lower layer pattern on the substrate W are positional deviations caused only by the deformation of the substrate W, and therefore at least during the drawing process, the drawing scheduled area on the substrate W The X-axis positional deviation amount ΔPX and the Y-axis positional deviation amount ΔPY of the lower layer pattern do not change.

形成位置算出部95は、ずれ量算出部94で算出された基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量ΔPXおよびY軸位置ずれ量ΔPYと、移動誤差検出部60よってあらかじめ設定されたタイミングで検出されたステージ10の移動誤差とを受け取り、下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出する。   The formation position calculation unit 95 uses the X-axis position shift amount ΔPX and Y-axis position shift amount ΔPY of the lower layer pattern on the substrate W calculated by the shift amount calculation unit 94 and the timing set in advance by the movement error detection unit 60. The detected movement error of the stage 10 is received, and the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern is calculated.

ここで、図7(c)を参照しつつ下層パターンに対する上層パターンの形成位置の算出について説明する。図7(c)は、撮像部50によって基板W上の描画予定領域が撮像されてから描画予定領域に光ビームが照射されるまでの間で、あらかじめ設定されたタイミングで移動誤差検出部60がステージ10の移動誤差を検出した検出時の、ステージ10の理想位置と基板W上の下層パターンの設計位置を破線で表し、検出時のステージ10の実際位置と基板W上の下層パターンの形成位置を実線で表している。   Here, calculation of the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern will be described with reference to FIG. FIG. 7C shows the movement error detector 60 at a preset timing between the time when the drawing area on the substrate W is imaged by the imaging section 50 and the time when the light area is irradiated with the light beam. The ideal position of the stage 10 and the design position of the lower layer pattern on the substrate W at the time of detection when the movement error of the stage 10 is detected are represented by broken lines, and the actual position of the stage 10 and the formation position of the lower layer pattern on the substrate W at the time of detection Is represented by a solid line.

下層パターンに対する上層パターンの形成位置は、基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量PXおよびY軸位置ずれ量PYと、ステージ10の移動誤差とが重畳された情報と言える。したがって、ずれ量算出部94で算出された基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量PXおよびY軸位置ずれ量PYと、あらかじめ設定されたタイミングで移動誤差検出部60によって検出されたステージ10のX軸方向の移動誤差ΔDSXと、Y軸方向の移動誤差ΔDSYとを合算(ΔPX+ΔDSX、ΔPY+ΔDSY)する。   The formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern can be said to be information in which the X-axis positional deviation amount PX and the Y-axis positional deviation amount PY of the lower layer pattern on the substrate W and the movement error of the stage 10 are superimposed. Therefore, the X-axis position shift amount PX and Y-axis position shift amount PY of the lower layer pattern on the substrate W calculated by the shift amount calculation unit 94 and the stage 10 detected by the movement error detection unit 60 at a preset timing. The movement error ΔDSX in the X axis direction and the movement error ΔDSY in the Y axis direction are added together (ΔPX + ΔDSX, ΔPY + ΔDSY).

合算することで算出された下層パターンに対する上層パターンのX軸方向の位置ずれ量ΔPX+ΔDSX、Y軸方向の位置ずれ量ΔPY+ΔDSYだけ、本来の上層パターンの形成位置からずらせることで、ステージ10の移動誤差および基板W上での下層パターンの設計位置からの位置ずれを補正するための下層パターンに対する上層パターンの形成位置を算出することができる。なお、下層パターンに対する上層パターンの形成位置はX軸およびY軸からなるXY平面内の位置として算出される。そして、上層パターンの形成位置を露光制御部900に送信する。   The movement error of the stage 10 is caused by shifting from the original upper layer pattern formation position by the positional deviation amount ΔPX + ΔDSX in the X-axis direction of the upper layer pattern and the positional deviation amount ΔPY + ΔDSY in the Y-axis direction with respect to the lower layer pattern calculated by the addition. And the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern for correcting the positional deviation from the design position of the lower layer pattern on the substrate W can be calculated. The formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern is calculated as a position in the XY plane composed of the X axis and the Y axis. Then, the formation position of the upper layer pattern is transmitted to the exposure control unit 900.

また、形成位置算出部95は下層パターンのX軸位置ずれ量ΔPXおよびY軸位置ずれ量ΔPYと、ステージ10のX軸方向の移動誤差ΔDSXおよびY軸方向の移動誤差ΔDSYとを合算するため四則演算処理を行う。そのため、前述したずれ量算出部94での処理に比べて演算処理の時間を短くすることができる。   Further, the formation position calculation unit 95 adds four rules to add up the X-axis positional deviation amount ΔPX and Y-axis positional deviation amount ΔPY of the lower layer pattern, and the movement error ΔDSX in the X-axis direction and the movement error ΔDSY in the Y-axis direction of the stage 10. Perform arithmetic processing. For this reason, it is possible to shorten the time for the arithmetic processing as compared with the processing in the deviation amount calculation unit 94 described above.

露光制御部900は、形成位置算出部95から送られてきた下層パターンに対する上層パターンの形成位置とラスターデータ912とを受け取る。そして、描画前に撮像された描画予定領域が光学ヘッド401の下方を通過するとき、ラスターデータ912に基づき空間光変調素子45を制御するとともに、下層パターンに対する上層パターンの形成位置のX位置に基づき照射位置シフト機構47を制御する。   The exposure control unit 900 receives the formation position of the upper layer pattern and the raster data 912 sent from the formation position calculation unit 95. Then, when the drawing planned area imaged before drawing passes below the optical head 401, the spatial light modulator 45 is controlled based on the raster data 912, and based on the X position of the upper layer pattern formation position with respect to the lower layer pattern. The irradiation position shift mechanism 47 is controlled.

具体的には、照射位置シフト機構47を構成する2つのウェッジプリズム471の相対的な離間距離をX位置に応じて変化させる。すると、光ビームの光路がX軸方向にシフトする。すなわち、基板W上での描画位置を副走査方向に相対的にシフトさせることができる。このようにして、X軸方向について下層パターンに位置合わせを行いながら上層パターンを描画することができる。   Specifically, the relative distance between the two wedge prisms 471 constituting the irradiation position shift mechanism 47 is changed according to the X position. Then, the optical path of the light beam shifts in the X-axis direction. That is, the drawing position on the substrate W can be relatively shifted in the sub-scanning direction. In this way, the upper layer pattern can be drawn while aligning with the lower layer pattern in the X-axis direction.

また、ラスターデータ912に応じて空間光変調素子45の入射光を空間変調するタイミングを、下層パターンに対する上層パターンの形成位置のY位置に基づき制御することで、主走査方向に相対的に描画位置をシフトさせることができる。このようにして、Y軸方向についても下層パターンに位置合わせを行いながら上層パターンを描画することができる。   Further, the timing of spatially modulating the incident light of the spatial light modulator 45 according to the raster data 912 is controlled based on the Y position of the upper layer pattern formation position with respect to the lower layer pattern, so that the drawing position is relatively in the main scanning direction. Can be shifted. In this manner, the upper layer pattern can be drawn while aligning with the lower layer pattern in the Y-axis direction.

続いて、上述した露光装置100の動作の一例について図9、図10を用いて説明を行う。図9は露光処理に係る全体の処理の流れについて説明するためのフローチャートである。また、図10は、描画処理の流れを詳細に説明するためのフローチャートである。   Subsequently, an example of the operation of the exposure apparatus 100 described above will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a flowchart for explaining the overall processing flow related to the exposure processing. FIG. 10 is a flowchart for explaining in detail the flow of the drawing process.

露光装置100は、制御部90から搬送装置80に動作指令を行い、基板Wを収納した基板収納カセット103から基板Wを取り出し露光装置100に搬入する。そして、露光装置100の内部に搬入された基板Wをステージ10の上面に載置する(ステップS11)。すると、真空ポンプが作動し基板Wが載置されたステージ10は吸引圧によりステージ10の上面に基板Wを水平に吸着固定する。基板収納カセット103から搬出された基板Wをステージ10に載置する前にプリアラメント処理を行ってもよい。   The exposure apparatus 100 issues an operation command to the transport apparatus 80 from the control unit 90, takes out the substrate W from the substrate storage cassette 103 storing the substrate W, and carries it into the exposure apparatus 100. Then, the substrate W carried into the exposure apparatus 100 is placed on the upper surface of the stage 10 (step S11). Then, the stage 10 on which the vacuum pump is operated and the substrate W is placed fixes the substrate W to the upper surface of the stage 10 by suction by suction pressure. Before placing the substrate W carried out of the substrate storage cassette 103 on the stage 10, a pre-arrangement process may be performed.

また、基板収納カセット103から搬出される基板Wは、他の処理工程において別の露光装置等により基板Wの表面に下層パターンがあらかじめ形成されている。そして、基板Wの四隅には基板Wの姿勢を位置合わせするためのアライメントマークが形成されている。なお、アライメントマークは基板Wの四隅に限られず複数形成されていてもよい。   Further, the substrate W carried out of the substrate storage cassette 103 has a lower layer pattern formed in advance on the surface of the substrate W by another exposure apparatus or the like in another processing step. Then, alignment marks for aligning the posture of the substrate W are formed at the four corners of the substrate W. The alignment marks are not limited to the four corners of the substrate W, and a plurality of alignment marks may be formed.

基板Wをその上面に保持したステージ10は、制御部90からの動作指令に基づきステージ移動機構20が動作することでアライメント領域に移動する。そして、露光装置100はステージ10上に載置された基板Wと光学ヘッド401との相対位置を調整するアライメント処理(位置合わせ処理)を行う(ステップS12)。   The stage 10 holding the substrate W on its upper surface moves to the alignment region when the stage moving mechanism 20 operates based on an operation command from the control unit 90. Then, the exposure apparatus 100 performs an alignment process (positioning process) for adjusting the relative position between the substrate W placed on the stage 10 and the optical head 401 (step S12).

基板Wがステージ10上に載置される際、ほぼ所定の位置に載置されることになるが、微細なパターンを描画するにあたり位置精度として十分でない場合が多い。このため、アライメント処理を行い基板Wの位置や傾きを微調整して、以降の描画処理の精度を向上させる。   When the substrate W is placed on the stage 10, it is placed at a substantially predetermined position. However, in many cases, the positional accuracy is not sufficient for drawing a fine pattern. For this reason, alignment processing is performed to finely adjust the position and inclination of the substrate W to improve the accuracy of the subsequent drawing processing.

アライメント処理では、基板Wの上面の四隅に形成されたアライメントマークをアライメントカメラ70によりそれぞれ撮像する。制御部90は、アライメントカメラ70により取得された画像中の各アライメントマークを抽出する。そして、各アライメントマークの位置に基づいて、基板Wの理想位置からのずれ量として、X軸方向のずれ量、Y軸方向のずれ量およびZ軸周りのθ方向のずれ量を算出する。そして、算出されたずれ量を低減させるように、制御部90は、回転機構11、副走査機構13、主走査機構15を駆動させ基板Wの位置を補正する。   In the alignment process, the alignment camera 70 images each of the alignment marks formed at the four corners of the upper surface of the substrate W. The control unit 90 extracts each alignment mark in the image acquired by the alignment camera 70. Then, based on the position of each alignment mark, as the amount of deviation from the ideal position of the substrate W, the amount of deviation in the X-axis direction, the amount of deviation in the Y-axis direction, and the amount of deviation in the θ direction around the Z-axis are calculated. Then, the controller 90 corrects the position of the substrate W by driving the rotation mechanism 11, the sub-scanning mechanism 13, and the main scanning mechanism 15 so as to reduce the calculated shift amount.

続いて、露光装置100は、アライメント処理が行なわれた基板Wに対して描画処理を行う(ステップS13)。描画処理の詳細については後述するが、ここでは、本実施例における描画処理の流れを簡単に説明する。   Subsequently, the exposure apparatus 100 performs a drawing process on the substrate W on which the alignment process has been performed (step S13). The details of the drawing process will be described later, but here, the flow of the drawing process in this embodiment will be briefly described.

露光装置100は、ステージ10を主走査方向および副走査方向に移動させつつ、光学ヘッド401から基板Wの上面に向けて光ビームを照射することにより、基板Wの上面に上層パターンを描画する。   The exposure apparatus 100 draws an upper layer pattern on the upper surface of the substrate W by irradiating a light beam from the optical head 401 toward the upper surface of the substrate W while moving the stage 10 in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

具体的には、制御部90からの指示に応じて、主走査機構15を動作させることでステージ10を主走査方向に沿って移動させる。これにより、基板Wを光学ヘッド401に対して主走査方向に沿って相対的に移動させることができる。基板Wの1ストライプ分の描画予定領域が光学ヘッド401の下方を通過すると、基板Wの表面に1ストライプ分の描画が行なわれることになる。   Specifically, the stage 10 is moved in the main scanning direction by operating the main scanning mechanism 15 in accordance with an instruction from the control unit 90. Thereby, the substrate W can be moved relative to the optical head 401 along the main scanning direction. When a drawing scheduled area for one stripe on the substrate W passes below the optical head 401, drawing for one stripe is performed on the surface of the substrate W.

1ストライプ分の描画が終了すると、制御部90は主走査機構15を動作させ、ステージ10を主走査方向に沿って基板Wを当該ストライプの描画を開始した元の位置に移動させる。さらに、制御部90は、副走査機構13を動作させることでステージ10を副走査方向に沿って、1ストライプの幅に相当する距離だけ移動させる。副走査方向への移動が終了すると、再び主走査方向にステージ10が走査されつつ描画が行なわれる。   When the drawing for one stripe is completed, the control unit 90 operates the main scanning mechanism 15 to move the stage 10 along the main scanning direction to the original position where the drawing of the stripe is started. Further, the control unit 90 operates the sub-scanning mechanism 13 to move the stage 10 by a distance corresponding to the width of one stripe along the sub-scanning direction. When the movement in the sub-scanning direction is completed, drawing is performed while the stage 10 is scanned again in the main scanning direction.

そして、先に描画された1ストライプ分の描画領域の隣に、さらに1ストライプ分の領域の描画が行なわれることになる。このように主走査方向の移動と副走査方向の移動が繰り返して行なわれることによって、基板Wの表面の全域に上層パターンが描画されることになる。   Then, an area for one stripe is further drawn next to the drawing area for one stripe previously drawn. Thus, the upper layer pattern is drawn on the entire surface of the substrate W by repeatedly performing the movement in the main scanning direction and the movement in the sub-scanning direction.

基板Wの全域への描画処理が完了すると、制御部90はステージ移動機構20を動作させ描画処理済み基板Wを載置するステージ10を搬出位置に移動させる。そして、真空ポンプの動作が停止し、ステージ10上での吸着保持が解除される。制御部90の動作指令に応じて搬送装置80がステージ10の上面から描画処理済みの基板Wを露光装置100から搬出し、基板収納カセット103に搬入する(ステップS14)。   When the drawing process on the entire area of the substrate W is completed, the control unit 90 operates the stage moving mechanism 20 to move the stage 10 on which the drawing-processed substrate W is placed to the carry-out position. Then, the operation of the vacuum pump is stopped, and the suction holding on the stage 10 is released. In response to the operation command of the control unit 90, the transport device 80 unloads the substrate W on which drawing processing has been performed from the upper surface of the stage 10 from the exposure device 100 and transports it to the substrate storage cassette 103 (step S14).

次に描画処理(ステップS13)について詳細に説明する。図10は描画処理の流れを詳細に説明するための図である。   Next, the drawing process (step S13) will be described in detail. FIG. 10 is a diagram for explaining the flow of the drawing process in detail.

制御部90からの動作指令に応じてステージ移動機構20が動作し、ステージ10が描画開始位置へと移動する(ステップS101)。描画開始位置は、ステージ10に載置された基板Wの書き出し位置に基づき決められており、制御部90が内部に記憶している。   The stage moving mechanism 20 operates according to the operation command from the control unit 90, and the stage 10 moves to the drawing start position (step S101). The drawing start position is determined based on the writing position of the substrate W placed on the stage 10, and is stored in the control unit 90.

次に、制御部90のラスタライズ部93から露光制御部900に1ストライプ分のラスターデータ912が送られる。露光制御部900は1ストライプ分のラスターデータ912を受け取ったことを確認すると、主走査機構15を動作させステージ10の主走査方向の移動を開始する(ステップS102)。この時、光学ヘッド401から基板Wに向けて光ビームが照射される間は、ステージ10は一定速度で主走査方向に移動するように制御される。なお、ステージ10の移動速度は基板W上に塗布されたレジストの感光特性および光学ヘッド401から照射される光ビームの光量に基づき決められている。   Next, raster data 912 for one stripe is sent from the rasterizing unit 93 of the control unit 90 to the exposure control unit 900. Upon confirming that the raster data 912 for one stripe has been received, the exposure control unit 900 operates the main scanning mechanism 15 and starts moving the stage 10 in the main scanning direction (step S102). At this time, while the light beam is irradiated from the optical head 401 toward the substrate W, the stage 10 is controlled to move in the main scanning direction at a constant speed. The moving speed of the stage 10 is determined based on the photosensitive characteristics of the resist applied on the substrate W and the light amount of the light beam emitted from the optical head 401.

また、制御部90はステージ位置計測部30に対しても動作指令を行う。ステージ位置計測部30は、主走査方向に移動するステージ10に向けて連続的にレーザ光を照射し、その反射光と出射光との干渉からステージ10の主走査方向の位置を連続的に検出し制御部90に送信する。したがって、制御部90は、描画処理中においてステージ10の主走査方向の位置を常に把握することができる。   The control unit 90 also issues an operation command to the stage position measurement unit 30. The stage position measurement unit 30 continuously irradiates laser light toward the stage 10 moving in the main scanning direction, and continuously detects the position of the stage 10 in the main scanning direction from the interference between the reflected light and the emitted light. To the control unit 90. Therefore, the control unit 90 can always grasp the position of the stage 10 in the main scanning direction during the drawing process.

ステージ10の主走査方向に沿う走査が開始されると、制御部90は撮像部50に対して動作指令を出す。撮像部50は動作指令に応じて主走査方向に移動するステージ10に保持された基板W上の描画予定領域を撮像し、描画予定領域に形成された下層パターンの撮像データを取得する(ステップS103)。ただし、撮像部50は主走査の方向について、光学ヘッド401から定められた距離だけ上流側に配置されている。したがって、撮像部50においては、光学ヘッド401に対して当該距離だけステージ10が移動し、描画を行う予定の基板W上の描画予定領域を光学ヘッド401によって描画される前に撮像した撮像データが取得されることになる。   When scanning along the main scanning direction of the stage 10 is started, the control unit 90 issues an operation command to the imaging unit 50. The imaging unit 50 images the drawing planned area on the substrate W held by the stage 10 that moves in the main scanning direction in response to the operation command, and acquires imaging data of the lower layer pattern formed in the drawing scheduled area (step S103). ). However, the imaging unit 50 is arranged upstream from the optical head 401 by a predetermined distance in the main scanning direction. Accordingly, in the imaging unit 50, the stage 10 is moved by the distance with respect to the optical head 401, and imaging data captured before the drawing target area on the substrate W to be drawn is drawn by the optical head 401. Will be acquired.

ここで、本実施形態においては、撮像部50は1次元イメージセンサを採用しているため1次元で撮像された撮像データは制御部90に順次送信される。そして、制御部90が1次元の撮像データを合成し2次元画像を生成する。本実施例では、生成された2次元画像の重心位置を含む1次元の撮像データが取得された時刻を撮像時とおいている。   Here, in the present embodiment, since the imaging unit 50 employs a one-dimensional image sensor, imaging data captured in one dimension is sequentially transmitted to the control unit 90. Then, the control unit 90 combines the one-dimensional imaging data to generate a two-dimensional image. In this embodiment, the time when the one-dimensional imaging data including the position of the center of gravity of the generated two-dimensional image is acquired is set as the time of imaging.

これと並行して、制御部90は移動誤差検出部60に対して動作指令を出しエンコーダヘッド62を動作させる。エンコーダヘッド62は、ステージ10上に形成されたスケールパターン61に向かって光を照射し、光の回折と干渉を利用してステージ10の移動誤差を連続的に検出することができる。そして、撮像部50による撮像時に合わせたタイミング(第1検出タイミング)で検出されるステージ10の移動誤差を第1移動誤差として検出する(ステップS104)。より正確には、連続的に検出されたステージ10の移動誤差を一時的に記憶しておき、撮像時に合わせたタイミングで記憶されたステージ10の移動誤差を第1移動誤差として取得する。   In parallel with this, the control unit 90 issues an operation command to the movement error detection unit 60 to operate the encoder head 62. The encoder head 62 irradiates light toward the scale pattern 61 formed on the stage 10, and can continuously detect a movement error of the stage 10 using light diffraction and interference. Then, the movement error of the stage 10 detected at the timing (first detection timing) adjusted at the time of imaging by the imaging unit 50 is detected as the first movement error (step S104). More precisely, the movement error of the stage 10 detected continuously is temporarily stored, and the movement error of the stage 10 stored at the timing matched at the time of imaging is acquired as the first movement error.

このとき、エンコーダヘッド62によって検出されるステージ10の移動誤差は、エンコーダヘッド62の下方におけるステージ10の移動誤差を検出することとなる。しかしながら、ステージ10の移動誤差は、ステージ10全体に対して一様に発生しているものである。そのため、エンコーダヘッド62の下方で検出したステージ10の移動誤差であっても、ステージ10全体に対して生じている移動誤差として扱うことができる。すなわち、エンコーダヘッド62の下方で検出したステージ10の移動誤差は、同時刻の撮像部50または光学ヘッド401の下方におけるステージ10の移動誤差と等価であると言える。そして、移動誤差検出部60は、エンコーダヘッド62が検出したステージ10の移動誤差を制御部90に送信する。   At this time, the movement error of the stage 10 detected by the encoder head 62 detects the movement error of the stage 10 below the encoder head 62. However, the movement error of the stage 10 occurs uniformly over the entire stage 10. Therefore, even a movement error of the stage 10 detected under the encoder head 62 can be treated as a movement error occurring with respect to the entire stage 10. That is, it can be said that the movement error of the stage 10 detected below the encoder head 62 is equivalent to the movement error of the stage 10 below the imaging unit 50 or the optical head 401 at the same time. Then, the movement error detection unit 60 transmits the movement error of the stage 10 detected by the encoder head 62 to the control unit 90.

制御部90の露光に関係する機能部であるずれ量算出部94は、撮像部50から送れてくる撮像データを2次元画像として生成するとともに、移動誤差検出部60から送られてくる第1移動誤差を取得する。ずれ量算出部94は撮像部50から送られてくる1次元の撮像データから生成した2次元画像を用いて2次元画像内における下層パターンの位置ずれ量を算出する。   The deviation amount calculation unit 94, which is a functional unit related to exposure of the control unit 90, generates the imaging data sent from the imaging unit 50 as a two-dimensional image and the first movement sent from the movement error detection unit 60. Get the error. The deviation amount calculation unit 94 calculates the positional deviation amount of the lower layer pattern in the two-dimensional image using the two-dimensional image generated from the one-dimensional imaging data sent from the imaging unit 50.

このとき、2次元画像内における下層パターンの設計位置と、実際に基板Wに形成されている下層パターンの形成位置との差分が下層パターンの位置ずれ量として算出される。当該位置ずれ量は、図7(b)でも示した通りX軸方向の位置ずれ量ΔIPXおよびY軸方向の位置ずれ量ΔIPYで構成される。   At this time, the difference between the design position of the lower layer pattern in the two-dimensional image and the formation position of the lower layer pattern actually formed on the substrate W is calculated as the positional deviation amount of the lower layer pattern. The positional deviation amount includes a positional deviation amount ΔIPX in the X-axis direction and a positional deviation amount ΔIPY in the Y-axis direction as shown in FIG.

そして、ステップS104で取得されたステージ10の第1移動誤差を用いて、2次元画像内における下層パターンの位置ずれ量から第1移動誤差を減算することで、基板W上の下層パターンの位置ずれ量を算出する(ステップS105)。基板W上の下層パターンの位置ずれ量は、X軸方向の位置ずれ量としてX軸位置ずれ量PX、Y軸方向の位置ずれ量としてY軸位置ずれ量PYとして算出される。   Then, by using the first movement error of the stage 10 acquired in step S104, the first movement error is subtracted from the amount of position deviation of the lower layer pattern in the two-dimensional image. The amount is calculated (step S105). The positional deviation amount of the lower layer pattern on the substrate W is calculated as an X-axis positional deviation amount PX as a positional deviation amount in the X-axis direction and a Y-axis positional deviation amount PY as a positional deviation amount in the Y-axis direction.

ステップS103およびステップS104での処理が行なわれた後も、一定の速度でステージ10は光学ヘッド401に向かって移動する。そして、撮像部50による撮像後から光学ヘッド401によって光ビームが照射されるまでの間にあらかじめ設定されたタイミング(第2検出タイミング)でエンコーダヘッド62によって検出されるステージ10の移動誤差を第2移動誤差として検出する(ステップS106)。   Even after the processing in step S103 and step S104 is performed, the stage 10 moves toward the optical head 401 at a constant speed. Then, the movement error of the stage 10 detected by the encoder head 62 at the preset timing (second detection timing) after the imaging by the imaging unit 50 until the light beam is emitted by the optical head 401 is set to the second. It detects as a movement error (step S106).

ここで、ステージ10の第2移動誤差の検出について説明する。第2移動誤差を検出する第2検出タイミングは、後述する上層パターンの形成位置の算出に要する時間および算出された上層パターンの形成位置に基づき照射位置シフト機構47を制御し光ビームを基板Wへ照射するのに要する時間に基づいて決められる。すなわち、上層パターンの形成位置算出時間と、該形成位置に基づき光ビームの光路をシフトさせるのに要する時間とを合わせた時間だけ、光ビームが照射されるより前に第2移動誤差が検出されるように第2検出タイミングを設定しておく。   Here, detection of the second movement error of the stage 10 will be described. The second detection timing for detecting the second movement error is such that the irradiation position shift mechanism 47 is controlled based on the time required for calculating the formation position of the upper layer pattern, which will be described later, and the calculated formation position of the upper layer pattern, and the light beam is directed to the substrate W. It is determined based on the time required for irradiation. That is, the second movement error is detected before the light beam is irradiated for a time that is the sum of the time for calculating the formation position of the upper layer pattern and the time required to shift the optical path of the light beam based on the formation position. The second detection timing is set in such a manner.

このように、第2検出タイミングを設定することで光学ヘッド401によって光ビームが照射される照射位置に最も近づいた近接位置でのステージ10の移動誤差を検出することができる。移動誤差検出部60は、エンコーダヘッド62によって検出された第2移動誤差を制御部90へ送信する。   In this way, by setting the second detection timing, it is possible to detect the movement error of the stage 10 at the closest position closest to the irradiation position where the optical beam 401 is irradiated with the light beam. The movement error detection unit 60 transmits the second movement error detected by the encoder head 62 to the control unit 90.

形成位置算出部95は、ずれ量算出部94から送られてくる基板W上の下層パターンの位置ずれ量であるX軸位置ずれ量PXとY軸位置ずれ量PY、移動誤差検出部60から送られてくる第2検出タイミングで検出された第2移動誤差とを受け取る。形成位置算出部95は基板W上の下層パターンのX軸位置ずれ量PXおよびY軸位置ずれ量PYと、第2検出タイミングで検出された第2移動誤差のX軸方向の移動誤差ΔDSXおよびY軸方向の移動誤差ΔDSYとを加算することで、下層パターンに対する上層パターンのX軸方向の位置ずれ量ΔPX+ΔDSX、Y軸方向の位置ずれ量ΔPY+ΔDSYを算出する。   The formation position calculation unit 95 sends the X-axis positional deviation amount PX and the Y-axis positional deviation amount PY, which are the positional deviation amounts of the lower layer pattern on the substrate W sent from the deviation amount calculation unit 94, and the movement error detection unit 60. The second movement error detected at the second detection timing is received. The formation position calculation unit 95 detects the X-axis position shift amount PX and the Y-axis position shift amount PY of the lower layer pattern on the substrate W, and the X-axis direction movement errors ΔDSX and Y of the second movement error detected at the second detection timing. By adding the movement error ΔDSY in the axial direction, the positional deviation amount ΔPX + ΔDSX of the upper layer pattern relative to the lower layer pattern and the positional deviation amount ΔPY + ΔDSY in the Y axis direction are calculated.

そして、本来の上層パターンの形成位置をΔPX+ΔDSX、ΔPY+ΔDSYだけずらせた位置が下層パターンに対する上層パターンの形成位置として算出される(ステップS107)。   Then, a position obtained by shifting the original upper layer pattern formation position by ΔPX + ΔDSX and ΔPY + ΔDSY is calculated as the upper layer pattern formation position with respect to the lower layer pattern (step S107).

形成位置算出部95で算出された下層パターンに対する上層パターンの形成位置を露光制御部900に送信する。露光制御部900は、上層パターンの形成位置に基づき照射位置シフト機構47を制御し光学ヘッド401から照射される光ビームの光路を必要に応じて副走査方向にシフトさせる。また、主走査方向については光学ヘッド401から光が照射されるタイミングを制御し補正する(ステップS108)。   The formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern calculated by the formation position calculation unit 95 is transmitted to the exposure control unit 900. The exposure control unit 900 controls the irradiation position shift mechanism 47 based on the formation position of the upper layer pattern to shift the optical path of the light beam emitted from the optical head 401 in the sub-scanning direction as necessary. In the main scanning direction, the timing at which light is emitted from the optical head 401 is controlled and corrected (step S108).

具体的には、形成位置算出部95から送られてくる下層パターンに対する上層パターンの形成位置はX軸方向の形成位置とY軸方向の形成位置からなる。露光制御部900は、X軸方向の形成位置に基づき照射位置シフト機構47を動作させる。すなわち、形成位置算出部95から送られてきた上層パターンのX軸方向の形成位置に光ビームを照射することができるように、照射位置シフト機構47内の2つのウェッジプリズム471の相対的な離間距離を変化させる。すると、光ビームの光路がX軸方向にシフトし、副走査方向に対して下層パターンに精度よく位置合わせを行いつつ上層パターンを描画することができる。   Specifically, the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern sent from the formation position calculation unit 95 includes a formation position in the X-axis direction and a formation position in the Y-axis direction. The exposure control unit 900 operates the irradiation position shift mechanism 47 based on the formation position in the X-axis direction. That is, the two wedge prisms 471 in the irradiation position shift mechanism 47 are relatively separated so that the light beam can be irradiated to the formation position in the X-axis direction of the upper layer pattern sent from the formation position calculation unit 95. Change the distance. Then, the optical path of the light beam shifts in the X-axis direction, and the upper layer pattern can be drawn while accurately aligning with the lower layer pattern in the sub-scanning direction.

また、主走査方向については成位置算出部95から送られてきた上層パターンのY軸方向の形成位置に光ビームが照射されるように、空間光変調素子45のオンとオフのタイミングを制御する。例えば、ステージ10の移動誤差等により本来の上層パターンの形成位置よりも主走査方向に描画が遅れる方向に1画素ずれていた場合は、空間光変調素子45のオンにするタイミングを1画素分遅らすことで、主走査方向に対して下層パターンに精度良く位置合わせを行いつつ上層パターンを描画することができる。   In the main scanning direction, the on / off timing of the spatial light modulator 45 is controlled so that the light beam is irradiated to the formation position in the Y-axis direction of the upper layer pattern sent from the position calculation unit 95. . For example, when the pixel is shifted in the direction in which drawing is delayed in the main scanning direction from the original upper layer pattern formation position due to a movement error of the stage 10 or the like, the timing for turning on the spatial light modulator 45 is delayed by one pixel. Thus, the upper layer pattern can be drawn while accurately aligning the lower layer pattern with respect to the main scanning direction.

以上の動作を1ストライプ分の描画が終わるまで行う。1ストライプ分の描画が完了すると、描画すべき次のストライプがあるか否かを判定し(ステップS109)、次のストライプがある場合は、制御部90による動作信号に応じてステージ移動機構20が動作し、ステージ10を開始位置に戻すとともに、ステージ10を1ストライプ分だけ副走査方向に相対移動させる(ステップS110)。   The above operation is performed until drawing for one stripe is completed. When the drawing for one stripe is completed, it is determined whether or not there is a next stripe to be drawn (step S109). If there is a next stripe, the stage moving mechanism 20 responds to an operation signal from the control unit 90. The stage 10 is returned to the start position, and the stage 10 is relatively moved in the sub-scanning direction by one stripe (step S110).

また、同時にエンコーダ移動機構63にも制御部90から動作指令が送られ、エンコーダヘッド62も副走査方向に相対移動する(ステップS111)。つまり、エンコーダヘッド62はステージ10上に形成されたスケールパターン61を追従するように副走査方向に移動することができるため、描画処理時において継続してステージ10の移動誤差を検出することができる。   At the same time, an operation command is also sent from the control unit 90 to the encoder moving mechanism 63, and the encoder head 62 is also relatively moved in the sub-scanning direction (step S111). That is, since the encoder head 62 can move in the sub-scanning direction so as to follow the scale pattern 61 formed on the stage 10, it can continuously detect the movement error of the stage 10 during the drawing process. .

そして、隣のストライプに対して、ステップS102からステップS109を繰り返し、基板Wの表面の全域に上層パターンが描画されたら描画処理を完了し搬送装置80によりステージ10から処理済みの基板Wが搬出される。   Then, Steps S102 to S109 are repeated for the adjacent stripe, and when the upper layer pattern is drawn on the entire surface of the substrate W, the drawing process is completed, and the processed substrate W is unloaded from the stage 10 by the transfer device 80. The

以上説明したとおり、本発明の露光装置100のように撮像部50と移動誤差検出部60とを備えることで、まず基板の変形に起因する基板W上における下層パターンの位置ずれ量を算出することができる。そして、撮像部50とは別に移動誤差検出部60はステージ10の移動に起因するステージ10の移動誤差を検出することができる。すなわち、撮像部50と移動誤差検出部60と光学ヘッド401とをそれぞれ独立して設けることで、各構成の光学系の設計を簡素化することができる。   As described above, by providing the imaging unit 50 and the movement error detection unit 60 as in the exposure apparatus 100 of the present invention, first, the amount of positional deviation of the lower layer pattern on the substrate W due to the deformation of the substrate is calculated. Can do. In addition to the imaging unit 50, the movement error detection unit 60 can detect a movement error of the stage 10 due to the movement of the stage 10. That is, by providing the imaging unit 50, the movement error detection unit 60, and the optical head 401 independently, the design of the optical system of each configuration can be simplified.

また、ステージ10の移動誤差を検出するタイミングを自由に設定できるため、各処理に要する最低限の時間だけ確保すれば、ステージ10の移動誤差が検出される位置を、光学ヘッド401による照射位置に極限まで実質的に近づけることができる。   In addition, since the timing for detecting the movement error of the stage 10 can be freely set, the position where the movement error of the stage 10 is detected becomes the irradiation position by the optical head 401 if only the minimum time required for each process is secured. It can be practically close to the limit.

次に、露光位置の手前側におけるステージ10の移動誤差を検証する。図11は、本シミュレーションの条件を示した模式図である。   Next, the movement error of the stage 10 on the near side of the exposure position is verified. FIG. 11 is a schematic diagram showing the conditions of this simulation.

図11は、撮像部50によって描画予定領域の下層パターンが撮像された撮像時のステージ10の位置と、エンコーダヘッド62によって第2移動誤差が検出された検出時のステージ10の位置と、光学ヘッド401によって描画予定領域に光ビームが照射された照射時のステージ10の位置との位置関係を示している。なお、撮像部50による撮像時、およびエンコーダヘッド62による検出時にステージ10が位置する状態を破線で表し、光学ヘッド401による照射時のステージ10の位置を実線で表している。また、ステージ10上に載置された基板Wは図示を省略している。   FIG. 11 shows the position of the stage 10 at the time of imaging when the lower layer pattern of the drawing-scheduled area is imaged by the imaging unit 50, the position of the stage 10 at the time of detection when the second movement error is detected by the encoder head 62, and the optical head. Reference numeral 401 denotes a positional relationship with the position of the stage 10 at the time of irradiation when the light beam is irradiated on the drawing scheduled area. Note that a state where the stage 10 is positioned at the time of imaging by the imaging unit 50 and a detection by the encoder head 62 is indicated by a broken line, and a position of the stage 10 at the time of irradiation by the optical head 401 is indicated by a solid line. The illustration of the substrate W placed on the stage 10 is omitted.

次に、ステージ10の主走査方向への移動速度を100[mm/秒]とする。また、描画予定領域が撮像部50によって撮像されてから、光学ヘッド401によって光ビームが照射される照射時までのステージ10の移動する距離を100[mm]とする。これは、光学ヘッド401と撮像部50との間の距離を意味し、光学ヘッド401と撮像部50を別体として設ける場合は、光学ヘッド401の筐体の大きさに依存する。そのため、これらの間の距離を近づけるには限界がある。本シミュレーションでは、この距離を前述したように100[mm]としている。   Next, the moving speed of the stage 10 in the main scanning direction is set to 100 [mm / sec]. Further, the distance that the stage 10 moves from when the drawing-scheduled area is imaged by the imaging unit 50 to when the optical head 401 is irradiated with the light beam is 100 [mm]. This means the distance between the optical head 401 and the imaging unit 50, and when the optical head 401 and the imaging unit 50 are provided separately, it depends on the size of the housing of the optical head 401. Therefore, there is a limit in reducing the distance between them. In this simulation, this distance is set to 100 [mm] as described above.

移動誤差検出部60による第2移動誤差の検出時から、光学ヘッド401による照射時までのステージ10の移動する距離Dを10、20、30、50、70、100[mm]としてシミュレーションを行う。この距離Dは、光学ヘッド401によって光ビームが照射される位置にどれだけ近い位置でステージ10の移動誤差を検出できるかを意味している。   The simulation is performed by setting the distance D to which the stage 10 moves from the time of detection of the second movement error by the movement error detector 60 to the time of irradiation by the optical head 401 as 10, 20, 30, 50, 70, 100 [mm]. This distance D means how close the stage 10 can detect the movement error of the stage 10 to the position where the optical head 401 irradiates the light beam.

エンコーダヘッド62はその下方をステージ10が通過するときのステージ10の移動誤差を検出する。しかし、撮像部50とは異なり光学ヘッド401との間の距離を考える必要はない。なぜなら、エンコーダヘッド62はステージ10の移動誤差を検出するタイミングを調整することで、任意の位置でのステージ10の移動誤差を検出することができるからである。   The encoder head 62 detects a movement error of the stage 10 when the stage 10 passes thereunder. However, unlike the imaging unit 50, there is no need to consider the distance between the optical head 401. This is because the encoder head 62 can detect the movement error of the stage 10 at an arbitrary position by adjusting the timing of detecting the movement error of the stage 10.

また、本シミュレーションではステージ10に生じる移動誤差は正弦波としている。ステージ10の移動誤差は不規則に生じるため周期や位相をあらかじめ特定しておくことはできない。しかし、すべての信号は各周波数の正弦波に分けることができる。これはフーリエの定理により公知であり説明は省略する。そのため、本シミュレーションにおいては、ステージ10が移動することによって生じる水平方向の移動誤差の1つが振動数5.0[Hz]、振幅1.0[mm]ので発生している場合についてシミュレーションを行う。   In this simulation, the movement error generated in the stage 10 is a sine wave. Since the movement error of the stage 10 occurs irregularly, the period and phase cannot be specified in advance. However, all signals can be divided into sine waves of each frequency. This is known by Fourier's theorem and will not be described. Therefore, in this simulation, a simulation is performed for a case where one of horizontal movement errors caused by the movement of the stage 10 occurs at a frequency of 5.0 [Hz] and an amplitude of 1.0 [mm].

上述した条件で、下層パターンを撮像する撮像部50のみを用いて撮像時のタイミングでステージ10の移動誤差を検出した場合と、本発明のように移動誤差検出部60を用いて上述した第2検出タイミングでステージ10の移動誤差を検出した場合との、ステージ10の検出時の移動誤差と光ビームが照射される照射時の実際のステージ10の移動誤差との相対誤差の変動幅についてシミュレーションを行なった結果を図12と表1に示す。なお、相対誤差とは、検出されたステージ10の移動誤差を用いて、上層パターンの形成位置を補正した場合の下層パターンの位置に対する上層パターンの位置ずれ量を表すものである。   Under the conditions described above, when only the imaging unit 50 that images the lower layer pattern is used and the movement error of the stage 10 is detected at the time of imaging, the second described above using the movement error detection unit 60 as in the present invention. A simulation is performed for the fluctuation range of the relative error between the movement error at the time of detection of the stage 10 and the actual movement error of the stage 10 at the time of irradiation with the light beam when the movement error of the stage 10 is detected at the detection timing. The results are shown in FIG. The relative error represents the amount of positional deviation of the upper layer pattern with respect to the position of the lower layer pattern when the upper layer pattern forming position is corrected using the detected movement error of the stage 10.

したがって、検出時のステージ10の移動誤差と、光学ヘッド401によって光ビームが照射される照射時の移動誤差が完全に一致すれば相対誤差はゼロとなり、下層パターンに対する上層パターンの位置ずれが発生しない。これに対し、検出時のステージ10の移動誤差と、照射時の実際の移動誤差が正反対の値であった場合、下層パターンに対する上層パターンの補正を逆方向に行うことになる。したがって、相対誤差が大きくなればなるほど、下層パターンに対する上層パターンの位置ずれが大きくなり重ね合わせの描画精度が低下する。   Therefore, if the movement error of the stage 10 at the time of detection and the movement error at the time of irradiation when the optical head 401 emits the light beam completely coincide with each other, the relative error becomes zero, and the positional deviation of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern does not occur. . On the other hand, when the movement error of the stage 10 at the time of detection and the actual movement error at the time of irradiation are opposite values, the upper layer pattern is corrected in the reverse direction with respect to the lower layer pattern. Accordingly, as the relative error increases, the positional deviation of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern increases, and the overlay drawing accuracy decreases.

図12は、上述した条件でステージ10の移動誤差を検出した際、当該移動誤差が0度から360度の間で位相がずれた場合の相対誤差を表している。   FIG. 12 shows a relative error when the movement error of the stage 10 is detected under the above-described conditions, and the phase of the movement error is shifted from 0 degrees to 360 degrees.

撮像部50によって撮像される位置(D=100mm)で検出されたステージ10の移動誤差と、光学ヘッド401による照射時のステージ10の移動誤差との相対誤差を見ると、位相が0度の時は相対誤差が最小で0mmとなり、位相が90度の時に相対誤差が最大で2.0mmとなっている。相対誤差がゼロになるのは、撮像時に検出された移動誤差と照射時に検出された移動誤差が同じであることをあらわしている。また、相対誤差が最大になるのは、撮像時に検出された移動誤差と照射時に検出された移動誤差との差が最大になっていることをあらわしている。   When the relative error between the movement error of the stage 10 detected at the position (D = 100 mm) imaged by the imaging unit 50 and the movement error of the stage 10 at the time of irradiation by the optical head 401 is seen, the phase is 0 degree. The relative error is 0 mm at the minimum, and the relative error is 2.0 mm at the maximum when the phase is 90 degrees. The relative error becomes zero, indicating that the movement error detected at the time of imaging is the same as the movement error detected at the time of irradiation. In addition, the relative error is maximized because the difference between the movement error detected at the time of imaging and the movement error detected at the time of irradiation is maximized.

位相が0度となるような場合であれば撮像時に検出されたステージ10の移動誤差を用いて、上層パターンの形成位置を算出し当該位置に基づいて描画を行うことで、下層パターンに対する上層パターンの位置ずれを補正し重ね合わせ描画を良好に行うことができる。言い換えると、撮像部50で撮像された撮像データのみを用いて上層パターンの形成位置を算出して補正することで重ね合わせ描画を良好に行うことができる。   If the phase is 0 degree, the upper layer pattern relative to the lower layer pattern is calculated by calculating the formation position of the upper layer pattern using the movement error of the stage 10 detected at the time of imaging and performing drawing based on the position. Therefore, the overlay drawing can be performed satisfactorily. In other words, overlay drawing can be performed satisfactorily by calculating and correcting the formation position of the upper layer pattern using only the imaging data captured by the imaging unit 50.

しかし、位相が90度となるような場合、撮像時に検出されたステージ10の移動誤差を用いて、上層パターンの形成位置を算出し当該位置に基づいて描画を行うと、本来補正すべき方向とは逆方向に補正することになる。これはステージ10の移動誤差を考慮せずに描画する場合に比べて、重ね合わせ描画の精度が2倍悪化することになる。   However, when the phase is 90 degrees, if the upper layer pattern formation position is calculated using the movement error of the stage 10 detected at the time of imaging and drawing is performed based on the position, the direction to be originally corrected is determined. Will be corrected in the opposite direction. In this case, compared to the case where drawing is performed without taking the movement error of the stage 10 into consideration, the accuracy of overlay drawing is deteriorated twice.

すなわち、位相が一致する場合には描画精度は向上するが、逆に大きくずれた場合には描画精度は悪化するため安定した重ね合わせ描画を行うことができない。   In other words, the drawing accuracy is improved when the phases match, but the drawing accuracy is deteriorated when the phase is largely shifted, so that stable overlay drawing cannot be performed.

これに対し、エンコーダヘッド62によって第2移動誤差が検出される時のステージ10の位置と、光学ヘッド401によって光ビームが照射される位置との距離Dが、D=10mmの場合、位相が99度の時は相対誤差が最小で0となり、位相が10度の時に相対誤差が最大で0.31mmとなっている。   On the other hand, when the distance D between the position of the stage 10 when the second movement error is detected by the encoder head 62 and the position where the optical beam 401 is irradiated with the light beam is D = 10 mm, the phase is 99. At degrees, the relative error is a minimum of 0, and when the phase is 10 degrees, the relative error is a maximum of 0.31 mm.

すなわち、相対誤差が最大となるようなステージ10の移動誤差が生じている場合でも、本来のステージ10の振幅である1.0mmよりも確実に移動誤差の影響を低減することができる。そのため、ステージ10に生じる移動誤差の位相に関係なく下層パターンに対する上層パターンの重ね合わせ描画を安定した精度で行うことができる。   That is, even when a movement error of the stage 10 that maximizes the relative error occurs, the influence of the movement error can be reduced more reliably than the original stage 10 amplitude of 1.0 mm. Therefore, it is possible to perform overlay drawing of the upper layer pattern on the lower layer pattern with stable accuracy regardless of the phase of the movement error occurring in the stage 10.

表1は上述した条件でシミュレーションを行なった結果をまとめたものである。各距離Dにおける相対誤差の最大値、最小値、およびこれらの差分である相対誤差の範囲を示している。

Figure 2012198372
Table 1 summarizes the results of simulations under the conditions described above. The maximum value and minimum value of the relative error at each distance D, and the range of the relative error that is the difference between them are shown.
Figure 2012198372

距離Dを10mmから100mmに変えた場合を見ると、距離Dが小さくなればなるほど相対誤差の最小値(MIN)と最大値(MAX)との差である変動幅(RANGE)が小さくなっている。このことから、ステージ10の移動誤差が検出されてから、光学ヘッド401によって光ビームが照射されるまでの間のステージ10の移動する距離が短い方が重ねあわせ描画の精度を安定させることができる。   When the distance D is changed from 10 mm to 100 mm, the fluctuation range (RANGE), which is the difference between the minimum value (MIN) and the maximum value (MAX) of the relative error, becomes smaller as the distance D becomes smaller. . Therefore, the shorter the distance that the stage 10 moves from when the movement error of the stage 10 is detected until the light beam is irradiated by the optical head 401, the stability of the overlay drawing can be stabilized. .

以上のように、露光装置100が撮像部50と移動誤差検出部60とをそれぞれ備えることで、基板Wの変形に起因する基板W上における下層パターンの位置ずれと、ステージ10の移動に起因するステージ10の移動誤差による位置ずれとをそれぞれ取得することができる。その際、移動誤差検出部60では、第2移動誤差を検出するタイミングを撮像部50による撮像後から光学ヘッド401による光ビームの照射時までの間に設定することができ、第2移動誤差の検出時から光ビームの照射時までにステージ10が移動する距離を短くすることができる。   As described above, the exposure apparatus 100 includes the imaging unit 50 and the movement error detection unit 60, thereby causing the positional shift of the lower layer pattern on the substrate W due to the deformation of the substrate W and the movement of the stage 10. The position shift due to the movement error of the stage 10 can be acquired. At that time, the movement error detection unit 60 can set the timing for detecting the second movement error between the time after the image pickup by the image pickup unit 50 and the time when the optical head 401 irradiates the light beam. The distance that the stage 10 moves from the time of detection to the time of irradiation with the light beam can be shortened.

これにより、ステージ10が移動することで生じる移動誤差の相対誤差の取りうる範囲である変動幅を小さくすることができるため、下層パターンに対する上層パターンの重ね合わせ描画を安定した精度で行うことができる。   As a result, the fluctuation range, which is a possible range of the relative error of the movement error caused by the movement of the stage 10, can be reduced, so that the overlay drawing of the upper layer pattern on the lower layer pattern can be performed with stable accuracy. .

また、光学ヘッド401と移動誤差検出部60であるエンコーダヘッド62とを独立して設けているため、それぞれ独立した設計で実装することができ光学系の設計が複雑になることを防ぐことができる。
<変形例>
In addition, since the optical head 401 and the encoder head 62 that is the movement error detection unit 60 are provided independently, they can be mounted with independent designs, and the design of the optical system can be prevented from becoming complicated. .
<Modification>

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく様々な変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not restricted to said embodiment, A various deformation | transformation is possible.

上記実施形態では、ステージ10の移動誤差を検出するためエンコーダヘッド62を用いたがこれに限られるものではない。例えば、エンコーダヘッド62に相当する構成として、顕微鏡および顕微鏡を介して基板表面に形成されたスケールパターン61を撮像するためのCCDイメージセンサを用いることができる。そして、撮像されたスケールパターン61の画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理を行い、スケールパターン61の格子位置からステージ10の移動誤差を算出するように構成してもよい。   In the above embodiment, the encoder head 62 is used to detect the movement error of the stage 10, but the present invention is not limited to this. For example, as a configuration corresponding to the encoder head 62, a microscope and a CCD image sensor for imaging the scale pattern 61 formed on the substrate surface via the microscope can be used. Then, based on the captured image of the scale pattern 61, image processing such as pattern matching may be performed, and the movement error of the stage 10 may be calculated from the lattice position of the scale pattern 61.

また、上記実施形態では、エンコーダヘッド62はステージ10の副走査方向(X軸方向)の移動に同期して、エンコーダヘッド62も副走査方向に移動する構成となっているが、本発明の効果を得る上でこの構成に限られるものではない。例えば、ステージ10の副走査方向のステージサイズを大きくし、スケールパターン61の該方向の幅を長くする(例えば、基板Wの直径と同じ長さにする)ことで、エンコーダヘッド62を固定配置するように構成することも可能である。   In the above embodiment, the encoder head 62 is configured to move in the sub-scanning direction in synchronization with the movement of the stage 10 in the sub-scanning direction (X-axis direction). However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the encoder head 62 is fixedly arranged by increasing the stage size of the stage 10 in the sub-scanning direction and increasing the width of the scale pattern 61 in this direction (for example, by making it the same length as the diameter of the substrate W). It is also possible to configure as described above.

また、上記実施形態では、下層パターンに対する上層パターンの形成位置に基づき光ビームの照射位置を補正するため、照射位置シフト機構47を用いた光ビームの光路の補正を行っているが、この構成に限られるものではない。例えば、算出された上層パターンの形成位置に基づいてステージ10を補正する方向に移動させることで、光学ヘッド401に対して相対的に光ビームの照射位置をシフトすることができる。   In the above embodiment, the optical path of the light beam is corrected using the irradiation position shift mechanism 47 in order to correct the irradiation position of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern. It is not limited. For example, the irradiation position of the light beam can be shifted relative to the optical head 401 by moving the stage 10 in the correcting direction based on the calculated formation position of the upper layer pattern.

また、光学ヘッド401に送信する描画データ自身を算出された上層パターンの形成位置に基づき修正することでも同様の効果を得ることができる。   The same effect can also be obtained by correcting the drawing data itself to be transmitted to the optical head 401 based on the calculated upper layer pattern formation position.

また、上記実施形態では、半導体基板に対する描画装置および方法について説明したが、描画対象物はこれに限られない。例えば、プリント配線基板、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板やフォトマスク等の重ね合わせ描画を行う際に本発明が用いられてもよい。   Moreover, although the drawing apparatus and method with respect to a semiconductor substrate were demonstrated in the said embodiment, the drawing target object is not restricted to this. For example, the present invention may be used when performing overlay drawing of a printed wiring board, a glass substrate for a flat panel display, a photomask, or the like.

2 コンピュータ
10 ステージ
20 ステージ移動機構
30 ステージ位置計測部
40 光照射部
47 照射位置シフト機構
50 撮像部
60 移動誤差検出部
90 制御部
94 ずれ量算出部
95 形成位置算出部
100 露光装置
W 基板
2 Computer 10 Stage 20 Stage moving mechanism 30 Stage position measurement unit 40 Light irradiation unit 47 Irradiation position shift mechanism 50 Imaging unit 60 Movement error detection unit 90 Control unit 94 Deviation amount calculation unit 95 Formation position calculation unit 100 Exposure apparatus W Substrate

Claims (10)

下層パターンがあらかじめ形成された基板を水平に保持するとともに、前記基板を保持して移動可能なステージと、
前記ステージに保持された前記基板の描画予定領域に対して上層パターンの描画データに応じて光ビームを照射する光照射部と、
前記光照射部に向かって相対移動する前記ステージに保持された基板の描画予定領域に
前記光ビームが照射される前に前記描画予定領域に形成された前記下層パターンを撮像する撮像部と、
前記光照射部に向かって相対移動する前記ステージの位置を、前記撮像部による撮像時に合わせて第1移動誤差として検出し、前記撮像部による撮像後から前記光照射部によって光ビームが照射されるまでの間に前記ステージの位置を第2移動誤差として検出する移動誤差検出部と、
前記上層パターンの描画データに応じて前記光照射部による描画を制御する制御部と、を具備し、
前記制御部は、
前記撮像部が取得した画像に含まれる下層パターンに基づき、前記画像内における下層パターンの位置ずれ量を取得し、前記画像内の下層パターンの位置ずれ量から前記第1移動誤差を除くことで前記基板上における下層パターンのずれである下層パターンの位置ずれ量を算出し、
前記基板上における前記下層パターンの位置ずれ量に前記第2移動誤差を加えることで、前記第2移動誤差の検出時における前記下層パターンに対する前記上層パターンの形成位置を算出し、
前記上層パターンの形成位置に基づいて前記光照射部による描画を制御することを特徴とする描画装置。
While holding the substrate in which the lower layer pattern is formed in advance horizontally, a stage that can move while holding the substrate,
A light irradiation unit configured to irradiate a light beam in accordance with drawing data of an upper layer pattern with respect to a drawing scheduled region of the substrate held on the stage;
An imaging unit for imaging the lower layer pattern formed in the planned drawing area before the light beam is irradiated onto the drawing target area of the substrate held on the stage that moves relative to the light irradiation unit;
The position of the stage that moves relative to the light irradiating unit is detected as a first movement error together with the imaging by the imaging unit, and the light irradiating unit irradiates the light beam after imaging by the imaging unit. A movement error detector that detects the position of the stage as a second movement error until
A control unit for controlling drawing by the light irradiation unit according to the drawing data of the upper layer pattern,
The controller is
Based on the lower layer pattern included in the image acquired by the imaging unit, the positional deviation amount of the lower layer pattern in the image is acquired, and the first movement error is removed from the positional deviation amount of the lower layer pattern in the image. Calculate the amount of displacement of the lower layer pattern, which is the displacement of the lower layer pattern on the substrate,
By adding the second movement error to the position shift amount of the lower layer pattern on the substrate, the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at the time of detection of the second movement error is calculated,
A drawing apparatus that controls drawing by the light irradiation unit based on a formation position of the upper layer pattern.
前記移動誤差検出部は、前記制御部が前記上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、前記上層パターンの形成位置に基づき前記光照射部による描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて、前記光照射部によって光ビームが照射されるより前に第2移動誤差を検出することを特徴とする請求項1に記載の描画装置。   The movement error detection unit combines a time required for the control unit to calculate the formation position of the upper layer pattern and a time required to control drawing by the light irradiation unit based on the formation position of the upper layer pattern. 2. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the second movement error is detected before the light irradiation unit emits the light beam according to a predetermined time. 前記光照射部は、前記光ビームの光路を前記ステージが進む方向と直交する方向に相対的にシフトさせる照射位置シフト機構を有し、
前記制御部は、前記照射位置シフト機構を制御し、前記上層パターンの形成位置に基づき前記光ビームの光路をシフトさせることで、前記上層パターンの描画を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の描画装置。
The light irradiation unit includes an irradiation position shift mechanism that relatively shifts the optical path of the light beam in a direction orthogonal to a direction in which the stage travels,
The control unit controls the drawing of the upper layer pattern by controlling the irradiation position shift mechanism and shifting the optical path of the light beam based on the formation position of the upper layer pattern. The drawing apparatus according to claim 2.
前記下層パターンの設計データをあらかじめ記憶しておく記憶部をさらに有し、
前記制御部は、前記撮像部が取得した撮像画像に含まれる下層パターンと、前記設計データから生成した画像とを用いた画像処理により、前記ステージに保持された前記基板の前記下層パターンの位置を算出することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の描画装置。
A storage unit for storing design data of the lower layer pattern in advance;
The control unit determines the position of the lower layer pattern of the substrate held on the stage by image processing using a lower layer pattern included in the captured image acquired by the imaging unit and an image generated from the design data. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the drawing apparatus calculates the drawing apparatus.
前記制御部における前記画像処理はパターンマッチング処理であることを特徴とする請求項4に記載の描画装置。   The drawing apparatus according to claim 4, wherein the image processing in the control unit is pattern matching processing. 下層パターンがあらかじめ形成された基板をステージ上に水平に保持するとともに、前記基板を保持して移動する移動工程と、
前記ステージに保持された前記基板の描画予定領域に対して上層パターンの描画データに応じて光ビームを照射する光照射工程と、
前記ステージに保持された前記基板の描画予定領域に形成されている下層パターンを、前記光照射工程で前記ステージに保持された基板の描画予定領域に光ビームが照射される前に撮像部によって撮像する撮像工程と、
前記基板を保持して移動する前記ステージの位置を、前記撮像工程での撮像時に合わせて第1移動誤差として検出し、前記撮像工程による撮像後から前記光照射工程で光ビームが照射されるまでの間に前記ステージの位置を第2移動誤差として検出する移動誤差検出工程と、
前記上層パターンの描画データに基づき前記光照射工程での描画を制御する制御工程と、を有し、
前記制御工程は、
前記撮像工程で取得された撮像画像に含まれる下層パターンに基づき、前記撮像画像内における下層パターンの位置ずれ量を取得し、前記撮像画像内における下層パターンの位置ずれ量から前記第1移動誤差を除くことで前記基板上における下層パターンのずれである下層パターンの位置ずれ量を算出し、
前記基板上における前記下層パターンの位置ずれ量に前記第2移動誤差を加えることで、前記第2移動誤差の検出時における前記下層パターンに対する前記上層パターンの形成位置を算出し、
前記上層パターンの形成位置に基づき前記光照射工程での描画を制御することを特徴とする描画方法。
While holding the substrate on which the lower layer pattern is formed in advance horizontally on the stage, the moving step of holding and moving the substrate;
A light irradiation step of irradiating a light beam in accordance with drawing data of an upper layer pattern with respect to a drawing scheduled region of the substrate held on the stage;
The lower layer pattern formed in the planned drawing area of the substrate held on the stage is imaged by the imaging unit before the light beam is irradiated to the planned drawing area of the substrate held on the stage in the light irradiation step. An imaging process to
The position of the stage that moves while holding the substrate is detected as a first movement error in accordance with the imaging in the imaging process, and after the imaging in the imaging process until the light beam is irradiated in the light irradiation process A movement error detection step for detecting the position of the stage as a second movement error during
A control step of controlling drawing in the light irradiation step based on the drawing data of the upper layer pattern,
The control step includes
Based on the lower layer pattern included in the captured image acquired in the imaging step, a positional shift amount of the lower layer pattern in the captured image is acquired, and the first movement error is calculated from the positional shift amount of the lower layer pattern in the captured image. By calculating the amount of displacement of the lower layer pattern, which is the displacement of the lower layer pattern on the substrate,
By adding the second movement error to the position shift amount of the lower layer pattern on the substrate, the formation position of the upper layer pattern with respect to the lower layer pattern at the time of detection of the second movement error is calculated,
A drawing method comprising: controlling drawing in the light irradiation step based on a formation position of the upper layer pattern.
前記移動誤差検出工程は、前記制御工程で前記上層パターンの形成位置を算出するのに要する時間と、前記上層パターンの形成位置に基づき前記光照射工程で描画を制御するのに要する時間とを合わせた時間に応じて、前記光照射工程で光ビームが照射されるより前に第2移動誤差を検出することを特徴とする請求項6に記載の描画方法。   In the movement error detection step, the time required to calculate the formation position of the upper layer pattern in the control step and the time required to control drawing in the light irradiation step based on the formation position of the upper layer pattern are combined. The drawing method according to claim 6, wherein the second movement error is detected before the light beam is irradiated in the light irradiation step according to a predetermined time. 前記光照射工程は、前記光ビームの光路を前記ステージが進む方向と直交する方向に相対的にシフトさせる照射位置シフト工程を有し、
前記制御工程は、前記照射位置シフト工程において、前記上層パターンの形成位置に基づき前記光ビームの光路をシフトさせることで、前記上層パターンの描画を制御することを特徴とする請求項6または請求項7のいずれかに記載の描画方法。
The light irradiation step includes an irradiation position shift step of relatively shifting the optical path of the light beam in a direction orthogonal to a direction in which the stage travels,
The said control process controls drawing of the said upper layer pattern by shifting the optical path of the said light beam based on the formation position of the said upper layer pattern in the said irradiation position shift process. 8. The drawing method according to any one of items 7.
前記制御工程は、前記撮像工程で取得した撮像画像に含まれる下層パターンと、前記下層パターンの設計データから生成した画像とを用いた画像処理により、前記ステージに保持された前記基板の前記下層パターンの位置を算出することを特徴とする請求項6ないし請求8のいずれか一項に記載の描画方法。   The control step includes the lower layer pattern of the substrate held on the stage by image processing using a lower layer pattern included in the captured image acquired in the imaging step and an image generated from design data of the lower layer pattern. The drawing method according to any one of claims 6 to 8, wherein the position of is calculated. 前記制御工程における前記画像処理はパターンマッチング処理であることを特徴とする請求項9に記載の描画方法。   The drawing method according to claim 9, wherein the image processing in the control step is pattern matching processing.
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